RU2461020C1 - Method for automatic classification - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method involves emitting a non-directional signal; receiving the signal mixed with noise; matched filtration of the signal; signal detection and indication; the signal is received through the static fan of the beam pattern; the received signal is discretised; the noise level is determined as a result of summation of all readings in the first reception cycle on all spatial channels; the echo signal is automatically detected based on the selected detection threshold successively on all spatial channels of the static fan of the beam pattern and the object is automatically classified after several measurements.

EFFECT: automatic classification of an object.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов применительно к гидролокационным станциям ближнего действия.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to build systems for automatic and automated classification of marine objects in relation to short-range sonar stations.

Известны способы обнаружения и классификации эхосигнала, основанные на приеме эхосигнала гидролокатора на фоне шумов и помех в среде, преобразовании акустического сигнала в электрический гидроакустической антенной, определении энергетического спектра электрического процесса на выходе гидроакустической антенны, представляющего собой смесь электрического сигнала и нормальной стационарной шумовой помехи, изложенные, например, в работе Евтютов Е.С. и Митько В.Б. "Примеры инженерных расчетов в гидроакустике", Судостроение, 1981 г., с.77. Способы содержат спектральный анализ этого процесса, детектирование спектральных составляющих, интегрирование огибающей процесса и обнаружение сигнала при сравнении с порогом. При этом в качестве классификационного признака эхосигнала выбирается превышение уровня эхосигнала над уровнем помехи. Классификация осуществляется на классы эхосигнал и помеха. Похожий метод реализован в работе Яковлев А.Н. Каблов Г.П. «Гидролокаторы ближнего действия». Л.: Судостроение, 1983 г.Known methods for detecting and classifying an echo signal based on receiving a sonar echo against a background of noise and interference in a medium, converting an acoustic signal into an electric hydroacoustic antenna, determining the energy spectrum of an electrical process at the output of a hydroacoustic antenna, which is a mixture of an electric signal and normal stationary noise interference, outlined , for example, in the work of Evtyutov E.S. and Mitko V.B. "Examples of engineering calculations in hydroacoustics", Shipbuilding, 1981, p.77. The methods include spectral analysis of this process, detection of spectral components, integration of the envelope of the process and signal detection when comparing with a threshold. In this case, as a classification characteristic of the echo signal, the excess of the echo signal level over the noise level is selected. Classification is carried out into classes of echo and interference. A similar method was implemented in the work of A. Yakovlev Kablov G.P. "Short-range sonars." L .: Shipbuilding, 1983

Аналогичный способ обнаружения эхосигнала изложен в книге B.C.Бурдик. «Анализ гидроакустических систем». Судостроение, 1988 г., стр.347, и содержит многоканальную по частоте фильтрацию, детектирование, выделение огибающей и сравнение с порогом.A similar method for detecting an echo is described in B.C. Burdick's book. "Analysis of sonar systems." Shipbuilding, 1988, p. 347, and contains multi-channel frequency filtering, detection, envelope selection and comparison with a threshold.

Подобный способ приведен в "Справочнике по гидроакустике", Судостроение, 1988 г., стр.27. При этом под спектральным анализом понимают, как правило, полосовую фильтрацию, выделяющую основную энергию электрического процесса. При использовании цифровой техники в качестве спектрального анализа применяют процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ), которые обеспечивают выделение и измерение энергетического спектра шумового электрического процесса. «Применение цифровой обработки сигналов», М.: Мир, 1990 г., стр.296.A similar method is given in the "Reference on hydroacoustics", Shipbuilding, 1988, p. 27. In this case, spectral analysis is understood, as a rule, as band pass filtering, which releases the main energy of the electrical process. When using digital technology, fast Fourier transform (FFT) procedures are used as spectral analysis, which provide the selection and measurement of the energy spectrum of a noise electrical process. "The use of digital signal processing", Moscow: Mir, 1990, p. 296.

Решение о наличии эхосигнала от цели принимается при превышении порога и по смещению спектра цели относительно спектра излученного сигнала. По величине смещения спектра классифицируется цель на классы: подвижная и неподвижная. Этот способ применим в системах с использованием длительных зондирующих сигналов и не может быть использован при применении зондирующих сигналов с короткой длительностью. В гидролокаторах освещения ближней обстановки, как правило, используются сигналы короткой длительности, и для классификации может быть использована информация, которая предоставляется эхосигналами на основании пространственных и временных особенностей классифицируемых объектов.The decision on the presence of an echo from the target is made when the threshold is exceeded and the target spectrum is shifted relative to the spectrum of the emitted signal. By the magnitude of the spectrum shift, the target is classified into classes: mobile and motionless. This method is applicable in systems using long sounding signals and cannot be used when using sounding signals with a short duration. Short-range signals are usually used in short-range sonar lights, and information that is provided by echo signals based on the spatial and temporal characteristics of the objects being classified can be used for classification.

По количеству общих признаков наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является способ классификации, реализованный в аппаратуре рыбопоискового гидролокатора «Угорь», имеющий режим одновременного кругового обзора, который также может классифицировать эхосигнал и помеху на фоне нормального стационарного шума, но автоматически классифицировать обнаруженные объекты не может (Тикунов А.И. «Рыбопоисковые приборы и комплексы», Л.: Судостроение, 1989 г., стр. 140-153).In terms of the number of common features, the closest analogue to the proposed method is the classification method implemented in the “Eel” fish-finding sonar equipment, which has a simultaneous all-round viewing mode, which can also classify an echo signal and interference against normal stationary noise, but cannot automatically classify detected objects ( Tikunov A.I. “Fish Finding Devices and Complexes”, L .: Shipbuilding, 1989, pp. 140-153).

В состав гидролокатора входит:The composition of the sonar includes:

- приемная и излучающая гидроакустическая антенна,- receiving and emitting sonar antenna,

- коммутатор приема передачи,- transmission reception switch,

- генераторное устройство,- generator device

- тракт приема, включающий аппаратуру обработки принятых сигналов и пульт управления с электронным индикатором.- a reception path, including equipment for processing received signals and a control panel with an electronic indicator.

В рассматриваемом гидролокаторе «Угорь» фактически реализован следующий способ обнаружения и классификации:In the considered eel sonar, the following method of detection and classification is actually implemented:

- в режиме одновременного кругового обзора антенна не направленно излучает акустические зондирующие сигналы в горизонтальной плоскости;- in the mode of simultaneous circular viewing, the antenna does not emit acoustic sounding signals in the horizontal plane;

- в режиме приема осуществляется электронное круговое сканирование диаграммы направленности в горизонтальной плоскости;- in reception mode, electronic circular scanning of the radiation pattern in the horizontal plane is carried out;

- прием сигнала в каждом направлении;- signal reception in each direction;

- обработка сигнала в каждом направлении и детектирование огибающей;- signal processing in each direction and envelope detection;

- вывод информации на дисплей;- information output on the display;

- принятие решения о наличии эхосигнала от цели при превышении порога, определяемого помехой.- making a decision on the presence of an echo from the target when the threshold determined by the interference is exceeded.

Таким образом, классификационным признаком эхосигнала является превышение уровня эхосигнала над уровнем помехи.Thus, a classification feature of an echo signal is an excess of the echo level over the interference level.

Недостатком рассматриваемого способа является невозможность классификации обнаруженных целей. Классификация обнаруженной информации как эхосигнал производится либо оператором по информации, предоставляемой на индикаторе, либо при сравнении амплитуды эхосигнала с порогом в направлении цели в соответствии с выбранными критериями относительно нормальной стационарной помехи. Таким образом, классификация осуществляется на классы эхосигнал и помеха.The disadvantage of this method is the inability to classify detected targets. Classification of the detected information as an echo signal is performed either by the operator according to the information provided on the indicator, or by comparing the amplitude of the echo signal with a threshold in the direction of the target in accordance with the selected criteria with respect to normal stationary interference. Thus, the classification is carried out into classes of echo and interference.

Техническим результатом изобретения является обеспечение автоматической классификации целей.The technical result of the invention is the provision of automatic classification of targets.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известный способ, содержащий излучение ненаправленного сигнала, прием эхосигнала в смеси с помехой, согласованную фильтрацию, детектирование эхосигнала, индикацию, дополнительно внесены новые операции, а именно:The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method comprising emitting an omnidirectional signal, receiving an echo signal in a mixture with interference, matched filtering, detecting an echo signal, an indication, new operations are additionally introduced, namely:

прием сигнала осуществляют статическим веером характеристик направленности, производят дискретизацию принятого сигнала, запоминают все принятые отсчеты, обработку информации в характеристиках направленности производят последовательно по мере поступления входной информации, производят определение уровня помехи как результат суммирования всех отсчетов по первому циклу приема по всем пространственным каналам, вычисляют порог обнаружения по среднему значению всех отсчетов, измеренных в первом цикле приема по всем пространственным каналам, производят автоматическое обнаружение превышения эхосигналом выбранного порога обнаружения последовательно по всем пространственным каналам статического веера характеристик направленности, измеряют и запоминают амплитуды и номера отсчетов сигналов, превысивших порог обнаружения, измеряют и запоминают номера пространственных каналов, в которых произошло превышение порога обнаружения, выбирают пространственный канал, имеющий максимальную амплитуду принятого сигнала, измеряют радиальную протяженность объекта в пространственном канале, имеющем максимальную амплитуду, по количеству отсчетов, превысивших порог обнаружения, измеряют угловую протяженность объекта по числу пространственных каналов, в которых обнаружено превышение порога обнаружения в отсчетах, имеющих одинаковые номера, и если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал с одинаковыми номерами отсчета, не больше 2-х, а радиальная протяженность объекта в канале с максимальной амплитудой меньше заданного порога радиальной протяженности крупноразмерной цели, то объект автоматически классифицируют как малоразмерную цель, если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал с одинаковыми номерами отсчетов, больше 2-х, и радиальная протяженность в канале с максимальной амплитудой больше заданного порога радиальной протяженности крупноразмерной цели, то объект автоматически классифицируют как крупноразмерную цель.signal reception is carried out by a static fan of directivity characteristics, the received signal is sampled, all received samples are stored, information in the directivity characteristics is processed sequentially as input information is received, the interference level is determined as a result of summing all the samples from the first reception cycle over all spatial channels, calculate detection threshold for the average value of all samples measured in the first reception cycle for all spatial to the analogs, they automatically detect that the echo exceeds the selected detection threshold sequentially across all spatial channels of a static fan of directivity, measure the amplitudes and sample numbers of signals that exceed the detection threshold, measure and remember the numbers of spatial channels in which the detection threshold is exceeded, select the spatial channel having the maximum amplitude of the received signal, measure the radial extent of the object in space channel, having the maximum amplitude, by the number of samples that exceed the detection threshold, measure the angular extent of the object by the number of spatial channels in which the detection threshold is exceeded in samples having the same numbers, and if the number of spatial channels in which an echo signal with the same numbers is detected reference, no more than 2, and the radial extent of the object in the channel with a maximum amplitude is less than a given threshold of the radial extent of a large-sized target, then the object vtomaticheski classified as a small-sized target, if the number of spatial channels, where the echo is detected with the same number of samples, more than 2, and the radial extension of the channel with a maximum amplitude greater than a predetermined threshold radial extent krupnorazmernoj purpose, the object is automatically classified as the large size target.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Объекты, которые могут быть обнаружены гидролокатором ближнего действия, имеют различные физические характеристики. Это могут быть протяженные объекты как по длине, так и по угловой протяженности. В этом случае должны быть приняты меры для измерения временных и пространственных акустических характеристик, которые отображаются в параметрах отраженного эхосигнала. Кроме того, объекты могут находиться на поверхности, или быть погружены на различную глубину, или находиться на дне. Эхосигналы от этих объектов будут различаться по своим энергетическим характеристикам и наличием сопутствующей особенности массива отраженного эхосигнала. Для определения требуемых характеристик эхосигналов применяются пространственные методы обнаружения эхосигнала с использованием многоканального приема эхосигнала статическим веером характеристик направленности. Для автоматического обнаружения эхосигнала используется стандартная процедура сравнения эхосигнала с порогом, но особенностью определения величины порога является измерение уровня помехи по результату суммирования всех отсчетов, которые обнаружились при обработке всех отсчетов первого набора дискретизированных отсчетов во всех характеристиках направленности, что позволяет впоследствии обнаруживать эхосигнал при данном цикле излучение - прием.The essence of the proposed method is as follows. Objects that can be detected by short-range sonar have different physical characteristics. These can be extended objects both in length and in angular extent. In this case, measures must be taken to measure the temporal and spatial acoustic characteristics that are displayed in the parameters of the reflected echo signal. In addition, objects can be on the surface, or be immersed at different depths, or on the bottom. Echo signals from these objects will vary in their energy characteristics and the presence of an accompanying feature of the reflected echo array. To determine the required characteristics of the echo signals, spatial methods are used to detect the echo signal using multichannel echo reception with a static fan of directivity characteristics. For automatic detection of an echo signal, the standard procedure for comparing an echo signal with a threshold is used, but the peculiarity of determining the threshold value is to measure the interference level from the summation of all samples that were detected during processing of all samples of the first set of sampled samples in all directional characteristics, which subsequently allows the echo to be detected during a given cycle radiation is a reception.

Обработка эхосигнала начинается почти сразу же после окончания излучения. На вход приемной системы поступают дискретизированные отсчеты с выхода антенны последовательно по всем каналам. В это время еще действует на входе нестационарный процесс, обусловленный реверберацией после излучения зондирующего сигнала. При использовании длинных зондирующих сигналов применение такого метода определения помехи не целесообразно, поскольку длинные зондирующие сигналы образуют длительную по времени реверберацию, что исключает достоверность измерения помехи, образует значительную по времени мертвую зону. В этой ситуации помеху измеряют после окончания цикла излучение - прием, что требует дополнительного времени, или до начала излучения, что требует некоторой алгоритмической подготовки. При излучении коротких зондирующих сигналов, на которых базируется работа гидролокаторов ближнего действия, реверберация после звучания является короткой и не превышает длительности переходного процесса, связанного с переходом антенны с излучения на прием. После измерения следует процедура обнаружения эхосигнала, которая производится последовательно по всем каналам. Определяются значения эхосигнала, которые превысили порог, оценивается амплитуда эхосигнала, временное положение эхосигнала и пространственное положение эхосигнала. Сигнал от объекта всегда находится в нескольких пространственных каналах, поскольку характеристики направленности перекрываются и сама угловая протяженность объекта может быть значительной. Число пространственных каналов, в которых произошло обнаружение объекта, является классификационным признаком. Для малоразмерной цели (бочки, буи, небольшие лодки или катера) число каналов не превышает 2-х. Для крупноразмерной цели число каналов больше 2-х. При этом для принятия решения необходимо знать амплитуду эхосигнала, поскольку для малоразмерной цели типа бочки, типа затопленной шлюпки эквивалентный радиус имеет небольшое значение, поэтому и эхосигнал имеет амплитуду значительно меньше, чем эхосигналы от других объектов. Для надводных и подводных кораблей эквивалентный радиус имеет более существенное значение, и поэтому амплитуда эхосигнала будет существенной величиной. Из этого следует, что измерение амплитуды необходимо производить в определенном пространственном интервале, которое определяет радиальную протяженность цели каждого из классов. При этом акустическая радиальная протяженность цели будет для малоразмерной цели и для крупноразмерной цели различной. Таким образом, проведенные измерения позволят классифицировать несколько классов целей по измеренным амплитуде, измеренной угловой протяженности и измеренной радиальной протяженности. Сопоставляя результаты измерений, проведенных достоверно и в определенной последовательности, выносится решение о классе обнаруженной цели.Echo processing begins almost immediately after the end of the radiation. At the input of the receiving system, discretized samples from the output of the antenna are received sequentially on all channels. At this time, an unsteady process still acts at the input, due to reverberation after the radiation of the probe signal. When using long sounding signals, the use of such a method for determining interference is not advisable, since long sounding signals form a long-term reverberation, which excludes the reliability of the measurement of interference, forms a time-critical dead zone. In this situation, the interference is measured after the end of the radiation-reception cycle, which requires additional time, or before the start of radiation, which requires some algorithmic training. When short probing signals are emitted, on which the operation of short-range sonar is based, the reverberation after sounding is short and does not exceed the duration of the transition process associated with the transition of the antenna from radiation to reception. After the measurement, the echo detection procedure follows, which is performed sequentially on all channels. Echo values that exceed the threshold are determined, the amplitude of the echo signal, the temporary position of the echo signal, and the spatial position of the echo signal are estimated. The signal from the object is always located in several spatial channels, since the directivity characteristics overlap and the angular extent of the object itself can be significant. The number of spatial channels in which an object was detected is a classification feature. For a small target (barrels, buoys, small boats or boats) the number of channels does not exceed 2. For a large-sized target, the number of channels is more than 2. In order to make a decision, it is necessary to know the amplitude of the echo signal, since for a small-sized target like a barrel, such as a flooded boat, the equivalent radius is of little importance, therefore the echo signal has an amplitude much smaller than echo signals from other objects. For surface and submarines, the equivalent radius is more significant, and therefore the amplitude of the echo signal will be significant. From this it follows that the amplitude measurement must be performed in a certain spatial interval, which determines the radial extent of the target of each of the classes. In this case, the acoustic radial extent of the target will be different for a small-sized target and for a large-sized target. Thus, the measurements made will allow us to classify several classes of targets according to the measured amplitude, measured angular extent and measured radial extent. Comparing the results of measurements carried out reliably and in a certain sequence, a decision is made about the class of the detected target.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ автоматической классификации.The invention is illustrated in figure 1, which presents a block diagram of a device that implements the proposed method of automatic classification.

Предлагаемое устройство содержит задающий генератор 1, который соединен с антенной 2-1 и коммутатором 2-2 приема - передачи, а второй выход задающего генератора 1 соединен со входом блока 4 процессора управления задачами классификации. Выход антенны 2-1 и коммутатора 2-2 соединен с многоканальным приемным устройством 3 обработки принятой информации, которое производит цифровое преобразование принятого сигнала и цифровую оптимальную обработку входного сигнала. Устройство 3 связано двухсторонней связью с процессором 4 управления задачами классификации, а выход с односторонней связью соединен с первым входом блока 7 обнаружения сигнала и измерения пороговых сигналов. Первый выход процессора 4 через блок 5 выбора порогов соединен со вторым входом блока 7 обнаружения сигналов и измерения пороговых сигналов, а второй выход с двухсторонней связью непосредственно соединен с блоком 7. Первый выход блока 7 соединен через блок 6 памяти амплитуд отсчетов в каналах с первым входом блока 10 принятия решения и далее с индикатором 11. Второй выход блока 7 через блок 8 измерения радиальной протяженности соединен со вторым входом блока 10 принятия решения. Третий выход блока 7 через блок 9 измерения угловой протяженности соединен с третьим входом блока 10 принятия решения. Четвертый вход блока принятия решения 10 соединен с выходом блока 12, который содержит пороги объектов.The proposed device contains a master oscillator 1, which is connected to the antenna 2-1 and the switch 2-2 reception - transmission, and the second output of the master oscillator 1 is connected to the input of block 4 of the classification management processor. The output of the antenna 2-1 and switch 2-2 is connected to a multi-channel receiving device 3 for processing received information, which performs digital conversion of the received signal and digital optimal processing of the input signal. The device 3 is connected by two-way communication with the classification task control processor 4, and the one-way communication output is connected to the first input of the signal detection and threshold signal measurement unit 7. The first output of the processor 4 through the threshold selection unit 5 is connected to the second input of the signal detection and threshold signals measuring unit 7, and the second two-way communication output is directly connected to the unit 7. The first output of the unit 7 is connected through the sample amplitude amplitudes memory unit 6 in the channels with the first input decision block 10 and then with indicator 11. The second output of block 7 through block 8 measuring radial extent is connected to the second input of decision block 10. The third output of block 7 through block 9 measuring the angular extent connected to the third input of block 10 decision. The fourth input of decision block 10 is connected to the output of block 12, which contains thresholds of objects.

Реализацию способа целесообразно рассмотреть с работой реализующего его устройства. Задающий генератор 1 формирует и усиливает зондирующий сигнал и через коммутатор 2-2 и антенну 2-1 излучает в водное пространство ненаправленный сигнал. После излучения сигнала коммутатор 2-2 переключается на прием входных эхосигналов и передает их в цифровое многоканальное приемное устройство 3 и процессор 4 обработки. В устройстве 3 происходит дискретизация принятых аналоговых сигналов последовательно по всем характеристикам направленности в цифровую форму, набор временных реализаций, фильтрация и оптимальная обработка принятых сигналов спецпроцессорами обработки. Принципы цифрового преобразования и обработки достаточно подробно приведены в работе Рокотов С.П. Титов М.С. «Обработка гидроакустической информации на судовых ЦВМ», Л.: Судостроение, 1979 г., стр. 32-42, и «Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма, М.: Мир, 1980 г., стр.389-436. Управление работой устройства 3 осуществляется процессором 4, который определяет последовательность формирования характеристик направленности, длительности набора входной информации и порядок их передачи в блок 7 обнаружения и измерения пороговых сигналов. Кроме того, процессор отбирает входные отсчеты по первому циклу обработки всех характеристик направленности и формирует порог обнаружения, который поступает в блок 7 и с ним происходит сравнение всех отсчетов входной выборки по всем характеристикам направленности. В блоке 7 происходит обнаружение всех сигналов, превысивших порог обнаружения, измерение их амплитуды, определение номера временного отсчета сигнала, превысившего порог обнаружения, и определение номера пространственного канала, в котором он обнаружен. В блок 6 поступают максимальные амплитуды сигналов по каждой характеристике направленности. В блок 8 поступают оценки радиальной протяженности эхосигналов во всех каналах, измеренных по уровню относительно уровня самой максимальной амплитуды. В блок 9 поступают временные реализации тех эхосигналов, амплитуды которых превысили порог обнаружения, имеют одинаковые временные отсчеты в соседних пространственных каналах. В блоке 10 принятия решения осуществляется идентификация временных отсчетов с временными отсчетами, амплитуды которых превысили порог обнаружения в временных интервалах положения эхосигналов по соседним пространственным каналам. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, которые преобразуют электрический сигнал на выходе антенны в цифровой вид и производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также измерение амплитуд эхосигналов, определение радиальной и угловой протяженности и принятие решения о цели. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в книге «Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма, М.: Мир, 1980 г., Л.Рабинер, Б.Гоулд, «Теория и применение цифровой обработки сигналов», М.: Мир, 1978 г. Существующие программы цифровой обработки с использованием современного математического обеспечения позволяют реализовать предлагаемые процедуры автоматической классификации практически на любом современном компьютере.It is advisable to consider the implementation of the method with the operation of the device implementing it. The master oscillator 1 generates and amplifies the probing signal and, through the switch 2-2 and the antenna 2-1, emits an undirected signal into the water. After emitting the signal, the switch 2-2 switches to receiving the input echo signals and transmits them to the digital multi-channel receiving device 3 and processor 4. In device 3, the received analog signals are discretized sequentially for all directivity characteristics in digital form, a set of temporary realizations, filtering and optimal processing of the received signals by special processing processors. The principles of digital conversion and processing are given in sufficient detail in the work of S. Rokotov. Titov M.S. “Processing of hydroacoustic information on ship digital computers”, L .: Shipbuilding, 1979, pp. 32-42, and “Application of digital signal processing”, Oppenheim, Moscow: Mir, 1980, pp. 389-436 . The operation of the device 3 is controlled by the processor 4, which determines the sequence of formation of the directivity characteristics, the duration of the input information set, and the order of their transmission to the threshold signal detection and measurement unit 7. In addition, the processor selects input samples for the first processing cycle of all directivity characteristics and generates a detection threshold, which enters block 7 and compares all samples of the input sample with respect to all directivity characteristics. In block 7, all signals that exceed the detection threshold are detected, their amplitude is measured, the time reference number of the signal that exceeds the detection threshold is determined, and the spatial channel number in which it is detected is determined. Block 6 receives the maximum signal amplitudes for each directivity characteristic. Block 8 receives estimates of the radial extent of the echo signals in all channels, measured by level relative to the level of the maximum amplitude. Block 9 receives temporary implementations of those echo signals whose amplitudes exceeded the detection threshold and have the same time samples in adjacent spatial channels. In block 10 decision-making is the identification of time samples with time samples whose amplitudes exceeded the detection threshold in the time intervals of the position of the echo signals on adjacent spatial channels. Currently, almost all hydroacoustic equipment is performed on special processors that convert the electrical signal at the output of the antenna into digital form and digitally generate directional characteristics, multichannel processing and detection of the signal, as well as measuring the amplitudes of the echo signals, determining the radial and angular extent and making decisions about the goal. These issues are considered in sufficient detail in the book “The Use of Digital Signal Processing”, Oppenheim, Moscow: Mir, 1980, L. Rabiner, B. Gould, “Theory and Application of Digital Signal Processing”, Moscow: Mir, 1978 d. Existing digital processing programs using modern mathematical software allow you to implement the proposed automatic classification procedures on virtually any modern computer.

Блок принятия решения 10 соединен с блоком 12, который содержит пороги объектов классификации.Decision block 10 is connected to block 12, which contains thresholds of classification objects.

Автоматическое решение о классе цели принимается при выполнении следующих условий.An automatic decision about the target class is made when the following conditions are met.

Если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал, меньше или равно 2, а радиальная протяженность эхосигнала в канале с максимальной амплитудой меньше порога крупноразмерной цели, то принимается решение об обнаружении малоразмерной цели. Если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал в фиксированном временном интервале, больше 2-х, но меньше 5 и радиальная протяженность в канале с максимальной амплитудой больше заданного порога крупноразмерной цели, то принимается решение, что цель крупноразмерная.If the number of spatial channels in which an echo signal is detected is less than or equal to 2, and the radial length of the echo signal in a channel with a maximum amplitude is less than the threshold of a large-sized target, then a decision is made to detect a small-sized target. If the number of spatial channels in which an echo signal is detected in a fixed time interval is more than 2, but less than 5 and the radial extent in the channel with a maximum amplitude is greater than a predetermined threshold of a large-sized target, it is decided that the target is large-sized.

Таким образом, используя предлагаемую последовательность операций, можно обеспечить автоматическую классификации обнаруженных объектов, что обеспечивает решение поставленной задачи.Thus, using the proposed sequence of operations, it is possible to provide automatic classification of detected objects, which provides a solution to the problem.

Claims (1)

Способ классификации объекта, обнаруженного гидролокатором ближней обстановки, содержащий излучение ненаправленного сигнала, прием сигнала в смеси с помехой, согласованную фильтрацию сигнала, детектирование сигнала и индикацию, отличающийся тем, что прием сигнала осуществляют статическим веером характеристик направленности, производят дискретизацию принятого сигнала, запоминают все принятые отсчеты, обработку информации в характеристиках направленности производят последовательно по мере поступления входной информации, производят определение уровня помехи, как результат суммирования всех отсчетов по первому циклу приема по всем пространственным каналам, вычисляют порог обнаружения по среднему значению всех отсчетов, измеренных в первом цикле приема по всем пространственным каналам, производят автоматическое обнаружение превышения эхосигналом выбранного порога обнаружения последовательно по всем пространственным каналам статического веера характеристик направленности, измеряют и запоминают амплитуды и номера отсчетов сигналов, превысивших порог обнаружения, измеряют и запоминают номера пространственных каналов, в которых произошло превышение порога обнаружения, выбирают пространственный канал, имеющий максимальную амплитуду принятого сигнала, измеряют радиальную протяженность объекта в пространственном канале, имеющем максимальную амплитуду, по количеству отсчетов, превысивших порог обнаружения, измеряют угловую протяженность объекта по числу пространственных каналов, в которых обнаружено превышение порога обнаружения в отсчетах, имеющих одинаковые номера, и если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал с одинаковыми номерами отсчета, не больше 2, а радиальная протяженность объекта в канале с максимальной амплитудой меньше заданного порога радиальной протяженности крупноразмерной цели, то объект автоматически классифицируют как малоразмерную цель, если количество пространственных каналов, в которых обнаружен эхосигнал с одинаковыми номерами отсчетов, больше 2, и радиальная протяженность в канале с максимальной амплитудой больше заданного порога радиальной протяженности крупноразмерной цели, то объект автоматически классифицируют как крупноразмерную цель. A method for classifying an object detected by a near-sonar sonar, comprising emitting an omnidirectional signal, receiving a mixed signal with noise, coordinated signal filtering, signal detection and indication, characterized in that the signal is received by a static fan of directional characteristics, the received signal is sampled, all received signals are stored readings, information processing in directional characteristics are performed sequentially as input information is received, production t determination of the interference level, as a result of summing all the samples in the first reception cycle over all spatial channels, calculate the detection threshold by the average value of all samples measured in the first reception cycle over all spatial channels, automatically detect if the echo exceeds the selected detection threshold sequentially across all spatial channels of a static fan of directivity characteristics; measure and store the amplitudes and numbers of samples of signals exceeding the detection threshold They measure and remember the numbers of the spatial channels in which the detection threshold was exceeded, select the spatial channel having the maximum amplitude of the received signal, measure the radial extent of the object in the spatial channel with the maximum amplitude, by the number of samples that exceed the detection threshold, measure the angular extent of the object by the number of spatial channels in which the detection threshold is exceeded in the samples having the same numbers, and if the number of of spatial channels in which an echo signal with the same reference numbers is detected is no more than 2, and the radial extent of an object in a channel with a maximum amplitude is less than a given threshold of the radial extent of a large-sized target, the object is automatically classified as a small-sized target if the number of spatial channels in which an echo is detected with the same reference numbers, more than 2, and the radial extent in the channel with the maximum amplitude is greater than the specified threshold of the radial extent of large For a large-sized target, the object is automatically classified as a large-sized target.