【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋声纳监测系统领域，尤其涉及一种利用海洋生物声音特征的被动声纳监测系统。
技术介绍
1、声呐是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。被动声纳不像主动声呐那样主动发送声波。被动声纳系统通常由水下传感器、声纳阵列、数据记录器和信号处理系统等组成，能够接收和记录水中的声音信号。被动声纳系统不需要对海洋生物进行干预或捕捉，能够实现对海洋生物的无损监测。通过声纳系统的连续监测，能够实现对海洋生物的实时监测和追踪。
2、本实验团队长期针对海洋声纳的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开的cn116198704a、cn117513281a、cn117388460b、和cn112882037b，如现有技术公开的是一种带有自动爬升声呐的水下静力触探装置，包括贯入式静力触探装置，贯入式静力触探装置的支架顶部两侧对应设有吊装板，吊装板上连接有吊绳，贯入式静力触探装置的支架顶部中心设有缆绳，吊绳和缆绳分别与施工船上的吊装设备连接；缆绳上套设有自动爬升声呐装置，自动爬升声呐装置包括漂浮升降装置、声呐装置、驱动声呐装置爬升的动力装置以及对声呐装置进行固定的锁口固定装置。本专利技术探测范围便于指定，避免产生大部分噪声数据，且可降低探测时海洋中洋流、海洋
3、为了解决本领域普遍存在海域监测作业时，被其他设备识别追踪进而降低监测效率等等问题，作出了本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对目前本领域所存在的不足，提出了一种利用海洋生物声音特征的被动声纳监测系统。
2、为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种利用海洋生物声音特征的被动声纳监测系统，所述被动声纳监测系统包括若干个能够在海洋内进行移动的水下机器人、对声纳信息进行监测接收以判断声源的声纳判断模块和通过发出海洋生物的音频信号进行伪装的音频发生模块，若干个所述水下机器人之间通过通讯技术实现无线连接。
4、进一步的，所述声纳判断模块分别集成设置于各水下机器人内，所述声纳判断模块包括若干个分别敷设于水下机器人的机体上的用于接收海洋内的声纳信号的声纳传感器、存储不同声源信息的声纳数据库、以及用于将接收到的声纳信号与声纳数据库中的已知信号进行比较以识别声源的识别单元。
5、进一步的，所述声纳信息库内声源种类包括船只、海洋生物和探测设备，所述海洋生物的音频信息包括鲸类、海豚和鱼类的音频文件。
6、进一步的，当水下机器人内的声纳判断模块检测到其他探测设备时，通过音频发送模块传递海洋生物的音频信息，进行海洋生物伪装以躲避检测。
7、进一步的，水下机器人内的声纳判断模块检测到其他探测设备时，会将信息反馈给其他水下机器人，以协同其他水下机器人进行海洋生物伪装以躲避检测。
8、进一步的，所述识别单元实现下列作业步骤：
9、s101：接收声纳传感器监测的声纳信号，选择预设上限频率和下限频率设置带通滤波器，提取声纳信号中预设频段内的信号作为初提取信号，
10、s102：应用wiener滤波器以及频谱减法清理初提取信号中海流声的噪音成分，以获得处理信号，
11、s103：计算获得提取信号的时域特征值tcomb，
12、s104：对提取信号进行快速傅里叶变换得到频域信号，计算获得频域信号的频域特征值pcomb，
13、s105：获得总特征参值atv：
14、，
15、其中，μt为预设的时域特征标准值，μf为预设的频域特征标准值，
16、s106：将计算得到的总特征参值输入至声纳信息库进行匹配，匹配获得声源信息，
17、μt和μf分别是描述声纳信号时域和频域特征的标准值。
18、进一步的，所述声纳信息库的建立步骤如下：
19、s201：从多种海洋生物、船只和探测设备中采集声学信号，并保持所采集声学信
20、号在采样频率和时间长度上的统一，
21、s202：对所有采集的声学信号进去噪声和归一化处理的预处理，
22、s203：对每个预处理后的声学信号进行总特征参值atv计算，
23、s204：在数据库中为每种声源类别创建记录，所述记录包括声源类别的名称、atv范围、录音位置和录音日期。
24、本专利技术所取得的有益效果是：
25、1.本专利技术的被动声纳监测系统通过发出模拟海洋生物的音频信号实现高效隐蔽性和协同伪装，具备智能化声源识别能力和实时数据处理能力，灵活移动性和无线通讯确保高效数据传输和信息共享，分布式声纳判断模块提高了系统的可靠性和冗余度，同时多模块集成设计和多用途应用使其适用于海洋研究和环境监测领域。
26、2.本专利技术通过多种滤波器和特征提取方法对声纳信号进行精细处理和分析，结合预设的时域和频域特征标准值进行匹配，实现高效的声源识别和分类，同时通过大量实验数据和声学信号的预处理和归一化，建立了全面的声纳信息库，从而提高了系统的准确性和鲁棒性，能够适应复杂的海洋环境需求并提供可靠的声源识别结果。
27、3.本专利技术的通过多种滤波器和特征提取方法对声纳信号进行精细处理和分析，结合时域和频域的多重特征值及其权重优化，能够在复杂海洋环境中实现高效准确的声源识别和分类，提高对海洋情况的监测效率。
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1.一种利用海洋生物声音特征的被动声纳监测系统，其特征在于，所述被动声纳监测系统包括若干个能够在海洋内进行移动的水下机器人、对声纳信息进行监测接收以判断声源的声纳判断模块和通过发出海洋生物的音频信号进行伪装的音频发生模块，若干个所述水下机器人之间通过通讯技术实现无线连接。
2.如权利要求1所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述声纳判断模块分别集成设置于各水下机器人内，所述声纳判断模块包括若干个分别敷设于水下机器人的机体上的用于接收海洋内的声纳信号的声纳传感器、存储不同声源信息的声纳数据库、以及用于将接收到的声纳信号与声纳数据库中的已知信号进行比较以识别声源的识别单元。
3.如权利要求2所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述声纳信息库内声源种类包括船只、海洋生物和探测设备，所述海洋生物的音频信息包括鲸类、海豚和鱼类的音频文件。
4.如权利要求3所述的被动声纳监测系统，其特征在于，当水下机器人内的声纳判断模块检测到其他探测设备时，通过音频发送模块传递海洋生物的音频信息，进行海洋生物伪装以躲避检测。
5.如权利要求4所述的被动声纳监测
6.如权利要求5所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述识别单元实现下列作业步骤：
7.如权利要求6所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述声纳信息库的建立步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种利用海洋生物声音特征的被动声纳监测系统，其特征在于，所述被动声纳监测系统包括若干个能够在海洋内进行移动的水下机器人、对声纳信息进行监测接收以判断声源的声纳判断模块和通过发出海洋生物的音频信号进行伪装的音频发生模块，若干个所述水下机器人之间通过通讯技术实现无线连接。
2.如权利要求1所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述声纳判断模块分别集成设置于各水下机器人内，所述声纳判断模块包括若干个分别敷设于水下机器人的机体上的用于接收海洋内的声纳信号的声纳传感器、存储不同声源信息的声纳数据库、以及用于将接收到的声纳信号与声纳数据库中的已知信号进行比较以识别声源的识别单元。
3.如权利要求2所述的被动声纳监测系统，其特征在于，所述声纳信息...
【专利技术属性】
技术研发人员：张卫平，丁洋，伍悦，王丹，格莱尼尔·昆汀，
申请(专利权)人：环球数科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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