物體形狀及電場(chǎng)頻率特征對(duì)主動(dòng)電場(chǎng)定位系統(tǒng)影響研究.pdf

1、眾所周知，地球表面大部分面積都是海洋，并且海洋中蘊(yùn)含著人類生活生產(chǎn)所需要的各種資源。因此，探索海洋是一個(gè)十分重要的議題，而研究開發(fā)新的探索技術(shù)又是探索海洋的核心方向，特別是現(xiàn)在傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法在對(duì)深海進(jìn)行探測(cè)的過(guò)程中又遇見了技術(shù)瓶頸，亟待尋求解決當(dāng)前技術(shù)困境的方法?；谒轮鲃?dòng)電場(chǎng)定位技術(shù)對(duì)水下物體進(jìn)行探測(cè)定位是一項(xiàng)新的水下探測(cè)技術(shù)，它有望突破傳統(tǒng)導(dǎo)航方法的瓶頸。這項(xiàng)技術(shù)源于生物學(xué)家對(duì)弱電魚的研究，生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)：一些弱電魚自身?yè)碛歇?dú)特的器

2、官，其中一種器官可以放電并在身體周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，而另一種器官又能接收身體周圍的電場(chǎng)，并將接收到的電場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)酱竽X進(jìn)行處理，從而達(dá)到對(duì)周圍環(huán)境感知的目的。雖然主動(dòng)電場(chǎng)定位技術(shù)的研究還處于起步狀態(tài)，但是這種技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低，對(duì)周邊環(huán)境狀況要求低等，因而很多科學(xué)家逐漸開始關(guān)注它。
　　本文依托水下主動(dòng)電場(chǎng)定位原理，利用現(xiàn)有的主動(dòng)電場(chǎng)定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，重點(diǎn)研究了被定位物體的幾何特征和探測(cè)電場(chǎng)的頻率特征對(duì)水下主動(dòng)電場(chǎng)定位

3、系統(tǒng)的影響。實(shí)驗(yàn)中采用掃頻的方式對(duì)被定位物體進(jìn)行探測(cè)，實(shí)驗(yàn)中使用不同頻率特征的激勵(lì)信號(hào)和不同形狀及材質(zhì)的被定位物體進(jìn)行大量的定位特性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)使用專業(yè)的信號(hào)分析工具和設(shè)計(jì)的分析算法對(duì)實(shí)驗(yàn)中獲得的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得到了以下結(jié)論：
　　1．實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)方法相同的情況下，當(dāng)被定位物體的體積相近而幾何形狀不同時(shí)，幾何形狀會(huì)對(duì)水下主動(dòng)電場(chǎng)定位系統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)折點(diǎn)產(chǎn)生較大影響；
　　2．當(dāng)被定位物體的材料為塑料時(shí)，無(wú)論它的幾何形

4、狀如何改變，利用短時(shí)傅里葉變換后得到的聯(lián)合時(shí)頻分布譜圖都呈現(xiàn)出向上凸起的趨勢(shì)，水下主動(dòng)電場(chǎng)定位系統(tǒng)都不會(huì)出現(xiàn)探測(cè)死區(qū)現(xiàn)象；
　　3.當(dāng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境不變時(shí)，當(dāng)被定位物體的形狀和材料相同時(shí)，通過(guò)改變激勵(lì)信號(hào)的頻率特征，會(huì)對(duì)水下主動(dòng)電場(chǎng)定位系統(tǒng)的探測(cè)死區(qū)和頻率轉(zhuǎn)折點(diǎn)產(chǎn)生較大影響。
　　最后根據(jù)激勵(lì)信號(hào)的頻率特征對(duì)水下主動(dòng)電場(chǎng)定位系統(tǒng)影響的研究結(jié)果，我對(duì)定位系統(tǒng)的定位和被定位物體的屬性判斷算法進(jìn)行了改進(jìn)，使算法步驟得到了簡(jiǎn)化，并提高了算