水下目标的打捞和救援以及海洋生物的研究，都离不开水下目标追寻技术
文章图片
文章图片
文章图片
随着土地资源的枯竭 ， 为了实现可持续发展 ， 人类开始将注意力转向海洋资源的开发和利用 。 水下目标跟踪作为海洋探测的重要组成部分 ， 近年来一直是研究的热点 。 跟踪是一个复杂的过程 ， 通过使用从各种传感器收集的可用测量数据 ， 快速地估计单个或多个运动目标的状态 ， 尽可能接近真实状态 。 它在战争环境中至关重要 ， 主要有两个原因 。 一是防止自己受到攻击 ， 二是消灭敌人 。
在某种程度上 ， 所获得信息的准确性可以决定一场战争的成败 。 在民用系统中 ， 水下目标的打捞和救援以及海洋生物的跟踪都离不开水下目标跟踪技术 。 因此 ， 有必要对水下目标跟踪的最新算法进行综述 。 大量的文献已经很好地研究了地面环境下的目标跟踪问题 。 其中 ， 基于多种传感器的系统可以用来检测和跟踪感兴趣的目标 。 通过判断接收到的声信号的强度是否超过预定义的阈值 ， 利用声传感器对目标进行检测和跟踪 。
由于振动可以用来区分不同速度和重量的目标 ， 因此科学家提出了利用地震和被动红外传感器的特性对人类、动物和车辆进行检测和分类的系统 。 磁强计可用于探测金属目标 ， 并具有良好的精度 。 研究人员提出了一种射频识别(RFID)与无线传感器网络(WSNs)相结合的目标跟踪系统 。 每个目标必须携带有源RFID作为身份分类 ， 这限制了其在大多数目标跟踪情况下的应用 。
【水下目标的打捞和救援以及海洋生物的研究，都离不开水下目标追寻技术】
同样 ， 相关人员提出了一种基于亮度传感器的人跟踪算法 ， 要求目标必须配备光源 ， 这也是不切实际的 。 由于电磁波、激光等可用于地面目标跟踪方法的探测介质在海洋环境中被吸收和衰减的显著性 ， 导致其在海洋环境中的性能较差 。 声波作为海洋环境中唯一能远距离传播的载体 ， 已成为水下目标跟踪中应用最广泛的介质 。 因此 ， 利用声波对水下目标进行探测和跟踪的声跟踪仪应运而生 。
基于仪器辅助方法、基于模式方法和跟踪优化方法 ， 提出了水声目标跟踪算法的分类标准 。 为了让读者更好的理解本课题 ， 科学家对目标跟踪理论进行了概述 ， 并详细介绍了三种常用的声跟踪仪器 。 由于传输介质和环境的特点 ， 水下信道是一个随时间和空间变化的复杂信道 。 水声目标跟踪中常见的通信问题是传播时延大、带宽有限和误码率高 。 声波在水下的传播速度为1500米/秒 ， 比无线电波的传播速度低5个数量级 。
此外 ， 速度随水温、健康度和深度而变化 。 因此 ， 基于时间距离的跟踪必须考虑声速的变化 。 由于水声目标跟踪的带宽有限 ， 研究人员开始利用量化测量来设计有效的跟踪算法 。 水下信道可能出现10?2量级的误码 ， 导致频繁的传输损耗 。 因此 ， 针对丢包现象 ， 需要鲁棒的数据融合技术 。 在水下跟踪中 ， 传感器通常部署在3d空间中 ， 并随电流漂移 。
这种跟踪高度依赖于传感器位置的精度 ， 这对水声跟踪算法提出了比基于传感器网络更严格的实时性要求 。 由于带宽有限 ， 通信速率较低 ， 这也对水声目标的实时跟踪提出了很大的挑战 。 与其他调制解调器不同 ， 声学调制解调器在传输过程中消耗数十瓦的能量 ， 在接收过程中消耗数十毫瓦的能量 。 功耗的明显不对称性使得水声跟踪传感器更优选以被动模式工作以提高能效 。
推荐阅读
- 科学为何没诞生在中国？孔子的这番“答记者问”，一目了然
- 男子以非法获利为目的，将亲生女儿和妻子与他人所生儿子进行出卖
- 杜新枝称：年近花甲患癌，望早日宣判，不想死不瞑目，网友：戏精
- 一个重大进展，中科院的二氧化碳制汽油研究项目，成功了！
- 俄要将“冠状病毒蛋白质”送到国际空间站！这么做有何目的？
- 反目成仇！老妇“帮忙成植物人”获赔48万元：亲戚拒赔，称无责！
- 男子打包剩菜给环卫工阿姨？真相让人泪目！网友：这是干干净净的爱心
- 为何火星如此吸引地球人的目光：火星人面像和千米高的金字塔之谜
- ?星际信标的高功率源和阵列天线
- 像鱼一样的小游泳者可以用于各种领域，包括但不限于水下环境的监测和考古