|
DOI: 10.14489/td.2016.03.pp.026-033
Костенко К.В.
АЛГОРИТМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ЗАДЕРЖЕК ОТ ГРУППЫ ИСТОЧНИКОВ В МУЛЬТИСЕНСОРНОЙ СИСТЕМЕ ЗВУКОВОЙ ЛОКАЦИИ
(c. 26-33)
Аннотация. Разработанный алгоритм предназначен для автоматического распределения временных задержек прихода импульсов сигнала от группы источников на систему датчиков в соответствии с принадлежностью импульсов к каждому источнику. Координаты источников могут быть вычислены на основании полученных списков временных задержек методом триангуляции. Основной принцип алгоритма заключается в последовательной проверке совокупности временных задержек на наличие некорректных задержек двумя базовыми алгоритмами фильтрации. Первый основан на анализе превышения максимально возможного значения временной задержки, второй – на недостижении минимизируемой функцией необходимого значения.
Ключевые слова: временные задержки, распределение задержек, импульсный источник, координаты источника, группа источников, алгоритм фильтрации.
Kostenko K.V.
THE ALGORITHM OF ASSOCIATION OF TIME DELAYS WITH MULTIPLE EVENTS IN A MULTISENSOR HYDROACOUSTIC SYSTEM
(pp. 26-33)
Abstract. While determining the coordinates of a group of pulse sources, triggered simultaneously or followed at short intervals, one can face a violation of pulses arrival order to spaced apart sensors. The developed algorithm is intended for automatic association of pulses arrival time delays from a group of sources with system sensors in accordance to pulses belonging to each source. The coordinates of sources can then be calculated on the basis of these lists of time delays by triangulation. The basic principle of the algorithm is sequential testing of a set of time delays for incorrect delays by two basic filtering algorithms. The first is based on an analysis of exceeding the maximum possible value of a time delay, and it is fast, but at the same time coarse filter rejecting delays that are significantly different from the others in a set. The second is based on the fact of not achieving the desired value by the function being minimized, and allows to identify inappropriate delays in a set with a great likelihood. The results of a statistical test of the algorithm quality and the results of testing the algorithm on a field test data confirm its effectiveness.
Keywords: time delays, association of time delays, impulse source, source coordinates, group of sources, filtration algorithm.
К. В. Костенко (ФГУП «НИИ прикладной акустики», Московская обл., г. Дубна, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. V. Kostenko (Research Institute of Applied Acoustics, Dubna, Moscow region, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Крюков Ю. С., Агейкин А. В., Коротаев Ю. В., Черепанов Е. О. Дистанционная оценка координат срабатывания импульсного источника в водной среде в условиях интервальной неопределенности измерений координат точек приема сигнала // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2014. № 6. 146323.
2. Ferguson B. G., Lo K. W. Localization of small arms fire using acoustic measurements of muzzle blast and/or ballistic shock wave arrivals // J. Acoust. Soc. Am. 2012. V. 132. N 5. P. 2997 – 3017.
3. Gebbie J., Siderius M., McCargar R. et al. Localization of a noisy broadband surface target using time differences of multipath arrivals // J. Acoust. Soc. Am. Express Letters. 2013. V. 134. N 1. P. EL17–EL83.
4. Olson J. V., Szuberla C. A. L. Processing infrasonic array data // Handbook of Processing in Acoustics / Ed. D. Havelock, S. Kuwano, M. Vorlander. New York: Springer, 2008. V. 2. P. 1487 – 1496.
5. Костенко К. В., Крюков Ю. С. Метод детектирования импульса прямого сигнала от подводного взрывного источника в волноводе // Акустический журнал. 2015. T. 61. № 6. С. 1 – 6.
6. Chen L., Liu Y., Kong F., He N. Acoustic source localization based on generalized cross-correlation time-delay estimation // Procedia Engineering. 2011. V. 15. P. 4912 – 4919.
7. Carter G. C. Coherence and time delay estimation // Proc. IEEE. 1991. V. 75. P. 236 – 255.
8. Boudraa A. O., Cexus J. C., Abed-Meraim K. Cross B-energy operator-based signal detection // J. Acoust. Soc. Am. 2008. V. 123. N 6. P. 4283 – 4289.
9. Simon G., Maroti M., Ledeczi A. et al. Sensor network-based countersniper system // Proc. of the 2nd Intern. Conf. on Embedded networked sensor systems. ACM, 2004. P. 1 – 12.
10. Venkateswaran S., Madhow U. Localizing Multiple Events Using Times of Arrival: a Parallelized, Hierarchical Approach to the Association Problem // IEEE Transactions on Signal Processing. 2012. V. 60. N 10. P. 5464 – 5477.
11. Bestagini P., Compagnoni M., Antonacci F. et al. TDOA-based acoustic source localization in the space-range reference frame // Multidimensional Systems and Signal Processing. 2014. V. 25. N 2. P. 337 – 359.
12. Johnson S. G. The NLopt nonlinear-optimization package. URL: http://ab-initio.mit.edu/nlopt. Дата обращения: 07.07.2014.
13. Brent R. P. Algorithms for Minimization without Derivatives. NJ.: Prentice-Hall, 1973. Reprinted N.Y.: Dover, 2002.
14. Левенштейн В. И. Двоичные коды с исправлением выпадений, вставок и замещений символов // Доклады Академии наук СССР. 1965. Т. 163.4. С. 845 – 848.
15. Гасфилд Д. Строки, деревья и последовательности в алгоритмах. Информатика и вычислительная биология. СПб.: Невский Диалект БВХ, 2003.
1. Kriukov Iu. S., Ageikin A. V., Korotaev Iu. V., Cherepanov E. O. (2014). Remote evaluation of pulsed source operation coordinates in an aqueous medium under conditions of interval uncertainty of measurement of signal reception points coordinates. Uchenye zapiski fizicheskogo fakul'teta MGU, (6), 146323.
2. Ferguson B. G., Lo K. W. (2012). Localization of small arms fire using acoustic measurements of muzzle blast and/or ballistic shock wave arrivals. J. Acoust. Soc. Am., 132(5), pp. 2997-3017. doi: 10.1121/1.4757737
3. Gebbie J., Siderius M., McCargar R. et al. (2013). Localization of a noisy broadband surface target using time differences of multipath arrivals. J. Acoust. Soc. Am. Express Letters, 134(1), pp. EL17–EL83. doi: 10.1121/1.4809771
4. Havelock D., Kuwano S., Vorlander M. (Eds.), Olson J. V., Szuberla C. A. L. (2008). Processing infrasonic array data. Handbook of Processing in Acoustics. New York: Springer, Vol. 2, pp. 1487- 1496. doi: 10.1007/978-0-387-30441-0
5. Kostenko K. V., Kriukov Iu. S. (2016). Techique for Detecting a direet signal puls from an under water explosive source in a exp // Acoustical Physics. 2016. V. 62. N 1. P. 111-116.
6. Chen L., Liu Y., Kong F., He N. (2011). Acoustic source localization based on generalized cross-correlation time-delay estimation. Procedia Engineering, 15, pp. 4912-4919. doi: 10.1016/j.proeng.2011.08.915
7. Carter G. C. (1991). Coherence and time delay estimation. Proc. IEEE, 75, pp. 236-255. doi: 10.1109/PROC.1987.13723
8. Boudraa A. O., Cexus J. C., Abed-Meraim K. (2008). Cross B-energy operator-based signal detection. J. Acoust. Soc. Am., 123(6), pp. 4283-4289. doi: 10.1121/1.2916583
9. Simon G., Maroti M., Ledeczi A. et al. (2004). Sensor network-based countersniper system. Proc. of the 2nd Intern. Conf. on Embedded networked sensor systems. ACM, pp. 1-12.
10. Venkateswaran S., Madhow U. (2012). Localizing multiple events using times of arrival: a parallelized, hierarchical approach to the association problem. IEEE Transactions on Signal Processing, 60(10), pp. 5464-5477. doi: 10.1109/TSP.2012.2205919
11. Bestagini P., Compagnoni M., Antonacci F. et al. (2014). TDOA-based acoustic source localization in the space-range reference frame. Multidimensional Systems and Signal Processing, 25(2), pp. 337-359. doi: 10.1007/s11045-013-0233-8
12. Johnson S. G. The NLopt nonlinear-optimization package. Available at: http://ab-initio.mit.edu/nlopt. (Accessed: 07.07.2014).
13. Brent R. P. (1973), (2002 (reprint). Algorithms for minimization without derivatives. NJ.: Prentice-Hall, Reprinted N.Y.: Dover.
14. Levenshtein V. I. (1965). Binary codes with correction for deletions, insertions and substitutions of symbols. Doklady Akademii nauk SSSR, 163.4, pp. 845-848.
15. Gasfield D. (2003). Rows, trees and consistency algorithms. Informatics and computational biology. St. Petersburg: Nevskii Dialekt BVKh.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа статьи заполните форму:
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please fill out the form below:
.
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»