Patent RU-2724990-C1 (RU)
Title: Способ обнаружения и классификации морских целей с использованием математической модели определения типа цели
Inventor: Pyatakovich Valerij Aleksandrovich
IPC: G01S15/04
Filed: 2020-01-09
Granted: 2020-06-29
Abstract: Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для реализации операций нейросетевого распознавания классов целей (надводный или подводный объект), обнаруженных по признакам амплитудно-фазовой модуляции низкочастотных сигналов накачки морской среды излучениями и полями объектов. Способ обнаружения и классификации морских целей с использованием математической модели определения типа цели, заключающийся в том, что сначала формируют в морской среде зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн накачки с сигналами объекта, для чего излучатель и приемную антенну размещают на противоположных границах контролируемого участка морской среды, затем волны накачки, промодулированные сигналами 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, которые подают в тракт нейросетевого распознавания и классификации, состоящий из блока распознавания класса цели по амплитудно-частотным характеристикам, реализующего вычислительные операции искусственной нейронной сети и охваченного обратной связью с блоком обучения, в память которого записаны данные математически обработанных образов спектрограмм морских целей, причем на первый вход блока распознавания класса цели по амплитудно-частотным характеристикам поступают данные с выхода спектроанализатора тракта приема, обработки и регистрации сигналов, а на второй его вход поступают данные с блока обучения тракта нейросетевого распознавания и классификации. Принципиальным отличием от прототипа является то, что данные подают в дополнительно введенный тракт адаптивной нейро-нечеткой коррекции на вход блока продуктивных правил и функций, где формируют сигнал номера нового продукционного правила и нового типа функции принадлежности типу цели, и далее подают на вход адаптера нейро-нечеткой сети, функцию которого выполняет нейро-нечеткая сеть (ANFIS), в котором осуществляют компенсацию функций принадлежности нового вида правил, определяют номер правила, необходимого для замены в основной базе правил, а также новый тип функции принадлежности для данного правила, и далее на дифференциатор, выход которого соединён с входом нечеткого регулятора, в котором производят автоподстройку своей базы правил, исходя из выборки образцов математических моделей морских целей, формирование и редукцию выборки эталонных образцов математических моделей морских целей и коррекцию данных оперативно обновляемой библиотеки математически обработанных образов спектрограмм морских целей для блока обучения тракта нейросетевого распознавания и классификации, после чего искусственную нейронную сеть настраивают и формируют вывод о степени принадлежности исследуемой области спектра объекту классификации (надводный или подводный объект). Техническим результатом предлагаемого изобретения является автоматизация процесса распознавания классов морских целей, обнаруженных по признакам амплитудно-фазовой модуляции низкочастотных сигналов накачки морской среды излучениями и полями объектов, комплексное сокращение размерности данных при автоподстройке базы правил за счет формирования и редукции выборки эталонных образцов математических моделей морских целей, осуществляемой при помощи тракта адаптивной нейро-нечеткой коррекции. Указанный технический результат достигается путем формирования и редукции выборки эталонных образцов математических моделей морских целей трактом адаптивной нейро-нечеткой коррекции, самостоятельно производящим автоподстройку своей базы правил и её нейро-нечеткую коррекцию, с применением вычислительных операций адаптивной нейро-нечеткой сети (ANFIS), для оперативно обновляемой библиотеки спектрограмм морских целей блока обучения тракта нейросетевого распознавания и классификации, обеспечивающего конечное классификационное решение по обнаруженным морским целям и повышение вероятности правильной классификации морской цели на 5-7 %. 7 ил.