基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法及装置，所述方法包括在频域上提取直升机旋翼及尾桨的基频，估计直升机旋翼及尾桨的基频信号的方向角；计算直升机旋翼基频信号的方向角的角度变化斜率、角度变化斜率的斜率,计算尾桨基频信号的方向角的角度变化斜率、角度变化斜率的斜率；估计直升机旋翼基频信号及尾桨基频信号的方向角变化率的极值和其最大值对应的时刻；估计直升机航速；估计直升机旋翼和尾桨的轴距。根据本发明专利技术的方案，能够估计直线飞行且经过正上方的直升机的主旋翼和尾桨的轴距。机的主旋翼和尾桨的轴距。机的主旋翼和尾桨的轴距。

【技术实现步骤摘要】
基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法及装置


[0001]本专利技术涉及领域，尤其涉及一种基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法及装置。

技术介绍

[0002]随着UUV的快速发展与应用，它的应用领域逐步在扩展，水下值守时，可能有舰船、UUV、飞机等目标从附近经过，如果直升机为特定探测、监听对象，需要对直升机的尺度进行估计及计算。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法及装置，所述方法及装置，用以解决对直升机尺度估计不准确的问题。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供一种基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]步骤S101：矢量水听器获取目标直升机的声压及质点振速信号；对直升机的声压及质点振速进行采样，获取声压及质点振速离散信号序列，对所述声压及质点振速离散信号序列进行FFT变换；在频域上提取直升机旋翼及尾桨的基频，估计直升机旋翼及尾桨的基频信号的方向角；
>[0006]步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101：矢量水听器获取目标直升机的声压及质点振速信号；对直升机的声压及质点振速进行采样，获取声压及质点振速离散信号序列，对所述声压及质点振速离散信号序列进行FFT变换；在频域上提取直升机旋翼及尾桨的基频，估计直升机旋翼及尾桨的基频信号的方向角；步骤S102：计算直升机旋翼基频信号的方向角的角度变化斜率、旋翼基频信号的方向角的角度变化斜率的斜率；计算尾桨基频信号的方向角的角度变化斜率、尾桨基频信号的方向角的角度变化斜率的斜率；分别估计直升机旋翼基频信号及尾桨基频信号的方向角的角度变化斜率的极值和其最大值对应的时刻；步骤S103：基于在频域上提取的基频及估计出的基频信号的方向角，估计直升机航速；步骤S104：基于直升机旋翼基频信号的方向角变化率最大值及尾桨基频信号的方向角变化率最大值的出现时刻差，以及所述直升机航速，估计直升机旋翼和尾桨的轴距。2.如权利要求1所述的基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法，其特征在于，所述矢量水听器获取目标直升机的声压及质点振速信号；对直升机的声压及质点振速进行采样，获取声压及质点振速离散信号序列，对所述声压及质点振速离散信号序列进行FFT变换，包括：矢量水听器置于笛卡尔坐标系原点，记三维矢量水听器输出声压为p，质点振速v(v
x
,v
y
,v
z
)，其中v
x
为质点振速在坐标系x轴方向上的分量，v
y
为质点振速在坐标系x轴方向上的分量，v
z
为质点振速在坐标系z轴方向上的分量；v
x
,v
y
,v
z
分别与笛卡尔坐标的x,y,z轴平行，且矢量水听器的声中心与笛卡尔坐标系原点重合；记t
i
时刻的声压值变量为p(t
i
)，矢量三维正交分量为v
x
(t
i
)、v
y
(t
i
)、v
z
(t
i
)；记采样率为f
s
，在时刻t
s
从离散信号中选取声压为p(t
s
‑
N+1
)、
……
、p(t
s
‑1)、p(t
s
)，质点振速x轴分量为v
x
(t
s
‑
N+1
)、
……
、v
x
(t
s
‑1)、v
x
(t
s
)，质点振速y轴分量为v
y
(t
s
‑
N+1
)、
……
、v
y
(t
s
‑1)、v
y
(t
s
)的离散信号用于组成样本，样本的声压分别记为p(1)、
……
、p(N
‑
1)、p(N)；样本的质点振速x轴分量分别记为v
x
(1)、
……
、v
y
(N
‑
1)、v
x
(N)；样本的质点振速y轴分量分别记为v
y
(1)、
……
、v
y
(N
‑
1)、v
y
(N)；其中，i为大于1的自然数,s为取样时刻，N为样本量；则t
s
时刻的声压及质点振速的样本序列P(t
s
)、V
x
(t
s
)、V
y
(t
s
)、V
z
(t
s
)分别表示为：P(t
s
)＝[p(1),
……
,p(N
‑
1),p(N)]
……
(1)V
x
(t
s
)＝[v
x
(1),
……
,v
x
(N
‑
1),v
x
(N)]
……
(2)V
y
(t
s
)＝[v
y
(1),
……
,v
y
(N
‑
1),v
y
(N)]
……
(3)V
z
(t
s
)＝[v
z
(1),
……
,v
z
(N
‑
1),v
z
(N)]
……
(4)对t
s
时刻的声压及质点振速的样本序列P(t
s
)、V
x
(t
s
)、V
y
(t
s
)、V
z
(t
s
)作FFT变换，得到频域N个复数序列，所得的结果分别记为P(t
s
,f)、V
x
(t
s
，f)、V
y
(t
s
，f)、V
z
(t
s
，f)；P(t
s
,f)、V
x
(t
s
，f)、V
y
(t
s
，f)、V
z
(t
s
，f)的第k个序列分别表示为p(f
k
)、v
x
(f
k
)、v
x
(f
k
)、v
z
(f
k
)，则有P(t
s
,f)＝[p(f
k
)]
……
(5)V
x
(t
s
,f)＝[v
x
(f
k
)]
……
(6)V
y
(t
s
,f)＝[v
y
(f
k
)]
……
(7)
V
z
(t
s
,f)＝[v
z
(f
k
)]
……
(8)其中，1≤k≤N；利用P(t
s
,f)、V
z
(t
s
，f)序列进行z轴分量的互功率谱计算，并对得到的互功率谱序列求模，记为I
z
(t
s
,f)，其中，表示V
z
(t
s
，f)的共轭序列。3.如权利要求2所述的基于基频线谱方位角变化率的直升机尺度估计方法，其特征在于，所述在频域上提取直升机旋翼及尾桨的基频，估计直升机旋翼及尾桨的基频信号的方向角，包括：用预设的规则提取旋翼基频及尾桨基频；对I
z
(t
s
,f)的序列提取旋翼基频及尾桨基频；获取线谱的时间间隔为Δt，在t
s
时刻提取到旋翼基频f1(m)及尾桨基频f2(m)，m为正整数，m＝t
s
/Δt，f1(m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世智，秦银，张恒，汶宏刚，熊童满，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团有限公司第七一零研究所，
类型：发明
国别省市：