Идентификация подводных объектов по отраженным гидроакустическим сигналам
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-4-31-41Ключевые слова:
идентификация, периодограммный анализ, эхосигнал, подводный объект, гидроакустикаАннотация
В статье представлены результаты исследования метода идентификации подводных объектов на основе периодограммного анализа отраженных от них гидроакустических сигналов с применением алгоритма голосования. Под идентификацией объекта в статье понимается принятие решения об отличии его от других объектов. Гидроакустические сигналы являются основным средством получения информации о подводной среде, они также широко используются для обнаружения и идентификации подводных объектов, включая суда, подводные лодки и подводные сооружения. Идентификация подводных объектов является важной задачей для обеспечения безопасности подводных исследований и эффективного использования морских ресурсов в условиях шума и сложной подводной обстановки, включающей наличие нескольких природных объектов и использование различных технических средств разработки подводных месторождений. В исследовании предлагается подход, который использует анализ периодограмм с последующим применением алгоритма голосования для решения задачи идентификации подводных объектов. Периодограммный анализ является методом, позволяющим выявить характерные временные и частотные особенности в отраженных от различных типов объектов гидроакустических сигналах. Предлагаемый подход учитывает различные характеристики периодограммы сигнала для определения уникальных особенностей каждого подводного объекта. Основной целью данной работы является разработка и исследование набора признаков с помощью периодограмм, учитывающих специфику гидроакустических сигналов и уникальные свойства различных типов исследуемых подводных объектов. Этот подход позволяет добиться достаточно высокой точности идентификации. В статье приводятся результаты экспериментов, проведенных на реальных гидроакустических сигналах. Эти результаты позволяют сделать вывод об эффективности применения метода идентификации подводных объектов по отраженным от них гидроакустическим сигналам на основе периодограммного анализа. Результаты исследования имеют практическую значимость и могут быть применены в приложениях, связанных с подводными исследованиями.Библиографические ссылки
Различение подводных объектов на основе периодограммного анализа отраженных гидроакустических сигналов / А. С. Тугбаева, А. Г. Ицков, В. Н. Милич, В. А. Широков // Химическая физика и мезоскопия. 2022. Т. 24, № 3. С. 388-399. DOI 10.15350/17270529.2022.3.32.
Геппенер В. В., Мандрикова Б. С. Обнаружение и идентификация аномальных эффектов в сложном сигнале // Автоматика и телемеханика. 2021. № 10. С. 46-59. DOI 10.31857/S0005231021100056.
Вероятностно-статистический критерий оценки состояния виброакустического сигнала / И. С. Кудрявцева, А. П. Науменко, А. М. Демин, А. И. Одинец // Динамика систем, механизмов и машин. 2019. С. 113-122. DOI 10.25206/2310-9793-7-2-113-122.
Спектральный метод измерения изменений временных интервалов между периодическими последовательностями импульсов / А. А. Шейников, А. В. Исаев, В. В. Зеленко, Ю. В. Суходолов // Приборы и методы измерений. 2019. Т. 10, № 2. С. 178-184. DOI 10.21122/2220-9506-2019-10-2-178-184.
Греков А. Н., Греков Н. А., Сычев Е. Н. Метрологическое обеспечение акустических измерительных приборов среднечастотного диапазона // Системы контроля окружающей среды. 2020. Вып. 2 (40). С. 117-126. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2020-2-117-126.
Мишуров В. Ж., Рязанов В. А. Многофункциональный акустический стенд для лабораторных исследований // Актуальные проблемы контроля окружающей среды: материалы семинара, Севастополь, 10-11 ноября 2020 года. Севастополь: ИП Куликов А. С., 2020. С. 30.
Широков В. А., Милич В. Н. Экспериментальный комплекс для исследования возможностей использования гидроакустических датчиков в системах подводного видения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. Т. 24, № 4. С. 54-64. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-4-54-64.
"Распознавание". Математические методы. Программная система. Практические применения / Ю. И. Журавлев, В. В. Рязанов, О. В. Сенько; Ю. И. Журавлев, В. В. Рязанов, О. В. Сенько. М.: ФАЗИС, 2006. 176 с. ISBN 5-7036-0108-8.
Колмогоров В. Г. Современная геодинамика Сибири по результатам геодезических и геолого-геофизических исследований: монография. Новосибирск: СГГА, 2013. 236 с. ISBN 978-5-87693-602-8.
Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов, прогноз и управление / пер. с англ. под ред. В. Ф. Писаренко. М.: Мир, 1974, кн. 1. 406 с.
Осипов О. В. Спектральный анализ дискретных сигналов с высоким частотным разрешением // Вычислительные методы и программирование. 2019. Т. 20, № 3. С. 270-282. DOI 10.26089/NumMet.v20r324.
Карабанов И. В., Миронов А. С. Алгоритмы обработки гидроакустических сигналов. Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2018. 140 с.
Комиссаров Д. Р., Доровской В. А. Использование процедуры компенсации при распознавании акустических образов и сцен необитаемых подводных аппаратов // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. 2020. № 2. С. 110-125.
Раушер К., Йанссен Ф., Минихольд Р. Основы спектрального анализа / пер. с англ. С. М. Смольского; под ред. Ю. А. Гребенко. М.: Горячая линия-Телеком, 2006. 224 с.
Бутырский Е. Ю. Математические модели гидроакустических сигналов и методы их обработки. СПб.: Информационный издательский учебно-научный центр "Стратегия будущего", 2018. 649 с. ISBN 978-5-4268-0028-1.
Бутырский Е. Ю., Васильев В. В., Рахуба В. П. Система взглядов на совершенствование обработки гидроакустических сигналов // Морской сборник. 2021. № 7 (2092). С. 57-64.
Легуша Ф. Ф., Попов Ю. Н. Численное моделирование распространения акустического сигнала в подводном звуковом канале // Труды Крыловского государственного научного центра. 2021. № 2 (396). С. 122-133. DOI 10.24937/2542-2324-2021-2-396-122-133.
Обнаружение и обследование локальных донных объектов с помощью группы специализированных автономных подводных роботов / А. В. Инзарцев, А. М. Павин, Г. Д. Елисеенко, М. А. Панин // Известия ЮФУ. Технические науки. 2018. № 1 (195). С. 40-51. DOI 10.23683/2311-3103-2018- 1-40-51.
Особенности технологии использования параметрических гидроакустических средств для поиска, идентификации и мониторинга объектов в придонном слое / А. А. Шрейдер, А. А. Шрейдер, М. С. Клюев [и др.] // Процессы в геосредах. 2018. № 2(15). С. 920-927.
Обеспечение экологической безопасности акваторий Российского Арктического шельфа и повышение безопасности морских экосистем за счет снижения шумового загрязнения / В. А. Калью, Д. А. Смирнов, В. И. Таровик [и др.] // Труды Крыловского государственного научного центра. 2023. № 2 (404). С. 140-153. DOI 10.24937.2542-2324-2023-2- 404-140-153.
Мартынов В. Л., Сиек Ю. Л., Борисов А. Н. Оптимизация информационно-измерительных и управляющих систем подводных аппаратов для повышения эффективности подводного поиска // Морские интеллектуальные технологии. 2022. № 4-2(58). С. 109-116. DOI 10.37220/MIT.2022.58.4.014.
Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение / А. В. Инзарцев, Л. В. Киселев, В. В. Костенко, Ю. В. Матвиенко, А. М. Павин, А. Ф. Щербатюк [отв. ред. Л. В. Киселев]. Владивосток: Дальнаука, 2018. 368 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Анастасия Сергеевна Тугбаева, Александр Григорьевич Ицков, Владимир Николаевич Милич, Ижевск, Россия Широков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
