Método de Detección de Pequeños Objetivos Submarinos Basado en la Transformada de Fourier de Tiempo Corto y la Entropía de Permutación Mejorada
Autores: Zhou, Jing; Hao, Baoan; Li, Yaan; Yang, Xiangfeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de Detección de Pequeños Objetivos Submarinos Basado en la Transformada de Fourier de Tiempo Corto y la Entropía de Permutación Mejorada
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Bajo el agua
Detección de objetivos activos
Reverberación
Algoritmo de entropía de permutación
Dominio de frecuencia
Dominio del tiempo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En el ámbito de la detección activa de objetivos submarinos, la presencia de reverberación es un factor importante que impacta significativamente la eficacia de la detección. Este artículo introduce el algoritmo mejorado de entropía de permutación en el análisis de señales acústicas activas submarinas. Basado en la diferencia significativa entre la entropía de permutación mejorada en el dominio de la frecuencia y el dominio del tiempo, se propone un algoritmo de detección de entropía de permutación mejorada en el dominio de la frecuencia. Se comparan y analizan el rendimiento de este algoritmo y el algoritmo de detección de energía bajo las mismas condiciones. Los resultados muestran que el detector de entropía espectral es aproximadamente 2.7 dB mejor que el detector de energía, realizado a través de la detección activa de señales de pequeños objetivos bajo un fondo de reverberación. Al mismo tiempo, basado en las características de la entropía de permutación mejorada que cambia con la longitud de los datos procesados, se integra la transformada de Fourier de corto tiempo en la detección de entropía en el dominio de la frecuencia para obtener información de distancia y velocidad del objetivo. Para validar los métodos propuestos, se ejecutaron experimentos de análisis comparativo utilizando datos de experimentos reales. Los resultados del procesamiento de datos tanto de simulación como de experimentos reales demostraron que el método de detección de características de entropía deslizante para el espectro de señales tiene una complejidad computacional baja y puede determinar rápidamente si hay un eco de objetivo en los datos recibidos. Se encontró que el método de detección de características de entropía bidimensional para espectros de señales de corto tiempo mitiga efectivamente el impacto de la intensidad de la reverberación y, al mismo tiempo, realza la prominencia de la señal del objetivo, lo que da como resultado un resultado de detección más robusto.
Descripción
En el ámbito de la detección activa de objetivos submarinos, la presencia de reverberación es un factor importante que impacta significativamente la eficacia de la detección. Este artículo introduce el algoritmo mejorado de entropía de permutación en el análisis de señales acústicas activas submarinas. Basado en la diferencia significativa entre la entropía de permutación mejorada en el dominio de la frecuencia y el dominio del tiempo, se propone un algoritmo de detección de entropía de permutación mejorada en el dominio de la frecuencia. Se comparan y analizan el rendimiento de este algoritmo y el algoritmo de detección de energía bajo las mismas condiciones. Los resultados muestran que el detector de entropía espectral es aproximadamente 2.7 dB mejor que el detector de energía, realizado a través de la detección activa de señales de pequeños objetivos bajo un fondo de reverberación. Al mismo tiempo, basado en las características de la entropía de permutación mejorada que cambia con la longitud de los datos procesados, se integra la transformada de Fourier de corto tiempo en la detección de entropía en el dominio de la frecuencia para obtener información de distancia y velocidad del objetivo. Para validar los métodos propuestos, se ejecutaron experimentos de análisis comparativo utilizando datos de experimentos reales. Los resultados del procesamiento de datos tanto de simulación como de experimentos reales demostraron que el método de detección de características de entropía deslizante para el espectro de señales tiene una complejidad computacional baja y puede determinar rápidamente si hay un eco de objetivo en los datos recibidos. Se encontró que el método de detección de características de entropía bidimensional para espectros de señales de corto tiempo mitiga efectivamente el impacto de la intensidad de la reverberación y, al mismo tiempo, realza la prominencia de la señal del objetivo, lo que da como resultado un resultado de detección más robusto.