主动线谱抑制和智能发声控制方法和系统以及航行器技术方案

本申请提供一种主动线谱抑制和智能发声控制方法和系统，以及航行器。所述方法包括：在采集位置采集航行器的振动噪声，以得到振动参考信号；生成第一信号；将振动参考信号和第一信号输入声音滤波器，得到处理后的激励信号；将第一信号和激励信号作用于执行装置；在接收位置接收执行装置的振动信号和航行器的振动噪声，得到第二预播放信号；将第二预播放信号输入声音滤波器；声音滤波器自适应调整自身参数，使得第二预播放信号与第一信号的相似度达到预定相似阈值。根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，可以通过同一个执行装置同时实现“主动消声”和“智能发声”的功能，有效简化具体控制环节，伪装效果显著。伪装效果显著。伪装效果显著。

【技术实现步骤摘要】
主动线谱抑制和智能发声控制方法和系统以及航行器


[0001]本申请涉及有源噪声控制
，具体涉及一种主动线谱抑制和智能发声控制方法和系统，以及具有该系统的航行器。

技术介绍

[0002]智能无人设备将会成为空天地海各领域取得胜利的关键。随着无人航行器动力系统升级和智能化程度提升，对抗手段也将由传统目标特征抑制向跨海洋物种、各类设备声学特征智能切换等趋势发展，低频主动线谱抑制和智能发声兼顾型的水下辐射噪声控制术是亟需突破和发展的关键技术。

技术实现思路

[0003]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0004]本申请的第一方面提供了一种主动线谱抑制和智能发声控制方法，用于航行器，其包括：
[0005]在采集位置采集所述航行器的振动噪声，以得到振动参考信号；
[0006]生成第一信号；
[0007]将所述振动参考信号和所述第一信号输入声音滤波器，得到处理后的激励信号；
[0008]将所述第一信号和所述激励信号作用于执行装置；
[0009]在接收位置接收所述执行装置的振动信号和所述航行器的振动噪声，得到第二传播信号；
[0010]将所述第二传播信号输入所述声音滤波器；
[0011]所述声音滤波器自适应调整自身参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。
[0012]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，可以通过同一个执行装置同时实现“主动消声”和“智能发声”的功能，有效简化具体控制环节，隐蔽效果显著。
[0013]可选地，所述声音滤波器包括：
[0014]可控滤波器，其中所述振动参考信号为所述可控滤波器的输入信号，所述激励信号为所述可控滤波器的输出信号；
[0015]附加滤波器，所述附加滤波器的输入信号为所述第一信号和所述振动参考信号，所述附加滤波器的输出信号为附加滤波信号；和
[0016]滤波器控制器，所述滤波器控制器配置为接收所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号，并根据所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号自适应调整所述可控滤波器的参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。
[0017]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，同时利用欲消除的噪声信号和欲播放的第一信号自适应调整可控滤波器的参数，达到有效消除噪声信号而保留第一信号的目的。
[0018]可选地，所述滤波器控制器配置为利用最小均方准则自适应调整所述可控滤波器的参数。
[0019]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，主动消声算法的核心是FX
‑
LMS自适应算法，FX
‑
LMS算法基于最速下降法原理，利用瞬时误差的平方值代替均方误差的随机梯度，避免了由一般梯度估值带来的弊端。
[0020]可选地，所述附加滤波器包括带通滤波器，所述带通滤波器以所述航行器的振动噪声的特征频率为中心频率。
[0021]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，带通滤波器的目的是从第一信号中提取出与参考振动信号相关的主动消振目标信号。对第一信号进行带通滤波，将其与振动噪声的频率重叠的部分输入滤波器控制器，从而解决了“消声”功能和“发声”功能的能量干涉问题，保证了两种功能的控制效果。
[0022]可选地，所述声音滤波器还包括次级通道模型滤波器，所述次级通道模型滤波器为从所述执行装置到所述接收位置的物理空间的声音传输特性的模拟模型，
[0023]其中，所述振动参考信号经所述次级通道模型滤波器滤波后输入至所述可控滤波器，
[0024]所述附加滤波器还包括所述次级通道模型滤波器，在所述附加滤波器中，所述带通滤波器与所述次级通道模型滤波器串联。
[0025]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，次级通道模型滤波器模拟了从执行装置到接收位置的次级通道物理空间的声音传输特性，从而“消声”效果更好。
[0026]可选地，所述采集位置设置至所述航行器的隔振装置；并且/或者
[0027]所述接收位置设置至所述航行器的外壳。
[0028]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制方法，采集位置设置至航行器的隔振装置，从而可以采集到航行器自身的真实的特征声纹。接收位置设置至航行器的外壳，从而航行器向外界传播的振动信号基本为在外壳处的第二传播信号，也即高度相似于第一信号，有利于更好地隐蔽航行器。
[0029]本申请的第二方面提供了一种主动线谱抑制和智能发声控制系统，用于航行器，其包括：
[0030]第一传感器，用于在采集位置采集所述航行器的振动噪声，以得到振动参考信号
；
[0031]第一信号生成模块，用于生成第一信号；
[0032]声音滤波模块，用于接收并处理所述振动参考信号和所述第一信号，以得到处理后的激励信号；
[0033]执行装置，用于接收所述第一信号和所述激励信号，以在所述第一信号和所述激励信号的作用下振动；
[0034]第二传感器，用于在接收位置接收所述执行装置的振动信号和所述航行器的振动噪声，以得到第二传播信号；
[0035]其中，所述声音滤波模块还用于接收所述第二传播信号，所述声音滤波模块配置
为自适应调整自身参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。
[0036]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制系统，可以通过同一个执行装置同时实现“主动消声”和“智能发声”的功能，系统结构简单、隐蔽效果显著。
[0037]可选地，所述声音滤波模块包括：
[0038]可控滤波模块，其中所述振动参考信号为所述可控滤波模块的输入信号，所述激励信号为所述可控滤波模块的输出信号；
[0039]附加滤波模块，所述附加滤波模块的输入信号为所述第一信号和所述振动参考信号，所述附加滤波模块的输出信号为附加滤波信号；和
[0040]滤波器控制模块，所述滤波器控制模块配置为接收所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号，并根据所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号自适应调整所述可控滤波模块的参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。
[0041]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制系统，同时利用欲消除的噪声信号和欲播放的第一信号自适应调整可控滤波模块的参数，达到有效消除噪声信号而保留第一信号的目的。
[0042]可选地，所述滤波器控制模块控制器配置为利用最小均方准则自适应调整所述可控滤波模块的参数。
[0043]根据本申请的主动线谱抑制和智能发声控制系统，主动消声算法的核心是FX
‑
LMS自适应算法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动线谱抑制和智能发声控制方法，用于航行器，其特征在于，包括：在采集位置采集所述航行器的振动噪声，以得到振动参考信号；生成第一信号；将所述振动参考信号和所述第一信号输入声音滤波器，得到处理后的激励信号；将所述第一信号和所述激励信号作用于执行装置；在接收位置接收所述执行装置的振动信号和所述航行器的振动噪声，得到第二传播信号；将所述第二传播信号输入所述声音滤波器；所述声音滤波器自适应调整自身参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。2.根据权利要求1所述的主动线谱抑制和智能发声控制方法，其特征在于，所述声音滤波器包括：可控滤波器，其中所述振动参考信号为所述可控滤波器的输入信号，所述激励信号为所述可控滤波器的输出信号；附加滤波器，所述附加滤波器的输入信号为所述第一信号和所述振动参考信号，所述附加滤波器的输出信号为附加滤波信号；和滤波器控制器，所述滤波器控制器配置为接收所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号，并根据所述振动参考信号、所述第二传播信号和所述附加滤波信号自适应调整所述可控滤波器的参数，使得所述第二传播信号与所述第一信号的相似度达到预定相似阈值。3.根据权利要求2所述的主动线谱抑制和智能发声控制方法，其特征在于，所述滤波器控制器配置为利用最小均方准则自适应调整所述可控滤波器的参数。4.根据权利要求2所述的主动线谱抑制和智能发声控制方法，其特征在于，所述附加滤波器包括带通滤波器，所述带通滤波器以所述航行器的振动噪声的特征频率为中心频率。5.根据权利要求4所述的主动线谱抑制和智能发声控制方法，其特征在于，所述声音滤波器还包括次级通道模型滤波器，所述次级通道模型滤波器为从所述执行装置到所述接收位置的物理空间的声音传输特性的模拟模型，其中，所述振动参考信号经所述次级通道模型滤波器滤波后输入至所述可控滤波器，所述附加滤波器还包括所述次级通道模型滤波器，在所述附加滤波器中，所述带通滤波器与所述次级通道模型滤波器串联。6.根据权利要求1至5中任一项所述的主动线谱抑制和智能发声控制方法，其特征在于，所述采集位置设置至所述航行器的隔振装置；并且/或者所述接收位置设置至所述航行器的外壳。7.一种主动线谱抑制和智能发声控制系统，用于航行器，其特征在于，包括：第一传感器，用于在采集位置采集所述航行器的振动噪声，以得到振动参考信号
；
第一信号生成模块，用于生成第一信号；声音滤波模块，用于接收并处理所述振动参考信号和所述第一信号，以得到处理后的激励信号；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文焜，童宗鹏，王明胜，董佳鑫，王蛟，郑力，殷长春，宋怡欣，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：