Patent RU-2694846-C1 (RU)
Inventor: VASILENKO ANNA MIKHAJLOVNA
IPC: G01H3/00
Filed: 2018-12-25
Granted: 2019-07-17
Abstract: Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для построения системы морского мониторинга, работой которой управляет программируемый нейросетевой комплекс. Предлагаемый способ реализуется на основе вычислительных операций искусственных нейронных сетей, средствах морского приборостроения и технологии дальнего параметрического приема волн в звуковом и инфразвуковом диапазонах частот. Применение вычислительных операций искусственных нейронных сетей с предварительным сжатием информации и пополняемых библиотек математически обработанных образов спектрограмм объектов ускоряет процесс распознавания и повышает вероятность классификации как надводных, так и подводных целей, обнаруженных при дальнем параметрическом приеме. Способ формирования системы морского мониторинга с программируемым нейросетевым комплексом управления, заключающийся в том, что сначала в морской среде формируют зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн накачки волнами объекта посредством излучения в нее низкочастотного акустического сигнала, для чего излучатель и приемный преобразователь размещают на противоположных границах контролируемого участка морской среды. Волны накачки, промодулированные волнами объекта, принимают и усиливают в полосе параметрического преобразования, переносят их частотно-временной масштаб в высокочастотную область, проводят узкополосный спектральный анализ, выделяют параметрические составляющие суммарной или разностной частоты, по которым с учетом временного и параметрического преобразования волн восстанавливают характеристики сигналов объекта. Принципиальным отличием от прототипа является то, что амплитудно-частотные характеристики сигналов объекта, полученные с помощью узкополосного спектрального анализа в тракте приема, обработки и регистрации сигналов, подают в дополнительно введенный нейросетевой комплекс управления на вход фильтра блока предварительной обработки. Фильтрацию дискретных составляющих осуществляют в соответствии с заданным для нейронной сети диапазоном частот, затем прореженный набор дискретных составляющих подают на вход блока подготовки данных блока предварительной обработки, где вычисляют статистические параметры объекта и сжимают их по методу Колмогорова - Хинчина. Далее на первый вход категоризатора типа цели модуля нейросетевого распознавания поступают данные с выхода блока подготовки данных блока предварительной обработки, а на второй его вход поступают данные с блока обучения модуля нейросетевого распознавания, в память которого записаны математически обработанные образы спектрограмм морских целей. После чего искусственную нейронную сеть категоризатора типа цели настраивают по классификационным признакам целей, запускают вычислительные операции, по результатам которых корректируют её весовые коэффициенты и формируют вывод о степени принадлежности анализируемой области спектра объекту классификации (надводный или подводный объект). Далее сигнал передают в блок управления нейросетевого комплекса управления, где формируют и подают команды в тракт излучения на вход генератора сигналов накачки стабилизированной частоты, где генерируют сигналы накачки морской среды в соответствии с задачами и условиями длительного морского мониторинга. 
     Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение дальнего параметрического приема волн в звуковом и инфразвуковом диапазонах частот с корректировкой процесса генерации излучаемых сигналов накачки среды в соответствии с задачами и условиями длительного морского мониторинга, а также распознавание (классификация) обнаруженных объектов на основе вычислительных операций искусственных нейронных сетей с применением предварительного сжатия информации об объекте и пополняемых библиотеках математически обработанных образов спектрограмм целей. 8 ил.