一种水下物体的检测方法及装置与流程

本发明涉及水下物体检测技术领域，具体涉及一种水下物体的检测方法及装置。

背景技术：

目前通常采用声呐技术探测水下物体。具体是在水下固定位置布设声呐传感器阵列，根据检测到的声呐信号检测水下物体。

声呐探测技术的探测精度取决于水下物体的噪声强度。若水下物体的噪声较小，甚至小于海洋背景噪声，则无法通过声呐技术探测到。

另外，对于主动式声呐传感器，还存在容易被发现的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种水下物体的检测方法及装置，以避免被反检测，并解决水下物体漏检的问题。

第一方面，本发明提供的水下物体的检测方法，包括：

获取扰流波传感器阵列中检测到扰流波的传感器的反应时间的差异；

根据所述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置。

可选地，所述根据所述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置，包括：

根据在不同采集点检测到扰流波的传感器的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在水平面上的位置。

在上述任意方法实施例基础上，可选地，所述根据所述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置，包括：

根据在相同采集点上多个传感器检测到扰流波的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在垂直方向的位置；相同采集点上串接有多个传感器。

在上述任意方法实施例基础上，可选地，检测到扰流波的传感器为光学传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指光学传感器检测到超过设定的光强偏离阈值的光强偏离值；和/或，检测到扰流波的传感器为加速度传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指加速度传感器检测到超过设定的加速度阈值的加速度值。

第二方面，本发明提供的水下物体的检测装置，包括：

信息获取模块，用于获取扰流波传感器阵列中检测到扰流波的传感器的反应时间的差异；

位置确定模块，用于根据所述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置。

可选地，所述位置确定模块用于：

根据在不同采集点检测到扰流波的传感器的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在水平面上的位置。

可选地，所述位置确定模块用于：

根据在相同采集点上多个传感器检测到扰流波的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在垂直方向的位置；相同采集点上串接有多个传感器。

可选地，检测到扰流波的传感器为光学传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指光学传感器检测到超过设定的光强偏离阈值的光强偏离值。

可选地，检测到扰流波的传感器为加速度传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指加速度传感器检测到超过设定的加速度阈值的加速度值。

由上述技术方案可知，本发明提供的方法及装置，对扰流波进行检测，由于传感器检测扰流波属于被动式检测，因此可以避免被反检测。另外，扰流波在水中的传播距离远，且水下物体运动即会发出扰流波，因此通过检测扰流波的传感器的反应时间来确定水下物体的位置，能够降低漏检的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明实施例提供的水下物体的检测方法流程图；

图2a示出了海水温度变化曲线图；

图2b示出了海水含盐量变化曲线图；

图2c示出了海水密度变化曲线图；

图3a示出了湍流尾流扩展时的海洋横截面侧视图；

图3b示出了湍流尾流扩展时的海洋上视图；

图4示出了本发明实施例提供的水下物体的检测装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种水下物体的检测方法，包括：

步骤100、获取扰流波传感器阵列中检测到扰流波的传感器的反应时间的差异。

本发明实施例中，传感器的反应时间是指传感器检测到扰流波的时间。

步骤110、根据上述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置。

本发明实施例中，扰流波传感器是指能检测到扰流波的传感器。

下面首先对扰流波、扰流波传感器以及扰流波传感器阵列分别进行介绍。

如图2a～图2c所示，海洋的表面至以下1000米海水的密度、含盐量、温度是不断变化的。水下物体在这个范围(海洋平面至以下1000米)运行会导致不同密度和不同温度的海水的混合而产生湍流尾流。湍流尾流会在水平和垂直方向产生扩散。图3a为湍流尾流扩展时的海洋横截面侧视图，图3b为湍流尾流扩展时的海洋上视图，垂直扩散的湍流尾流会坍塌成水平方向上的海洋内部的扰流波，这一扰流波可以向四方扩散，并且可以扩散几公里至几十公里，是本发明实施例的检测方法监测的目标。这一扰流波会有明显不同的频率、速度、振幅和扩散。

由此可见，水下物体在不超过1000米深的水中运动时，肯定会产生扰流波，且扰流波的传播距离较远，并且具有显著的特性。因此，通过检测扰流波，可以检测到水下物体。

本发明实施例中，能够检测到扰流波的传感器称为扰流波传感器。

可以检测到扰流波的传感器有多种。可以认为，凡是能在扰流波的影响下检测信号发生变化的传感器，均可以作为扰流波传感器。

例如，可以将光学传感器作为扰流波传感器。因为，在扰流波的影响下，光学传感器检测到的光强会发生变化(该变化可以通过光强偏离值表示)。

例如，可以将加速度传感器作为扰流波传感器。因为，在扰流波的影响下，加速度传感器检测到的加速度值会发生变化。

例如，可以将磁场传感器作为扰流波传感器。因为，在扰流波的影响下，磁场传感器检测到的磁场信号会发生变化。

除此之外，还可以将两种或两种以上的传感器组合作为扰流波传感器。例如，将相对位置固定的光学传感器和磁场传感器作为扰流波传感器，或者将相对位置固定的加速度传感器和磁场传感器作为扰流波传感器，等等。通过将两种或者两种以上的传感器组合作为扰流波传感器，可以增加传感器的冗余度，进而提高检测精度。

其中，若光学传感器作为检测扰流波的传感器，光学传感器检测到扰流波是指其检测到超过设定的光强偏离阈值的光强偏离值。

其中，若加速度传感器作为检测扰流波的传感器，加速度传感器检测到超过设定的加速度阈值的加速度值。

其中，若磁场传感器作为检测扰流波的传感器，磁场传感器检测到超过设定的磁场变化阈值的磁场变化值。

其中，若多种传感器的组合作为检测扰流波的传感器，其检测到扰流波的指标可以有多种，本发明不作限定。例如，检测到扰流波的传感器为光学传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指光学传感器检测到超过设定的光强偏离阈值的光强偏离值；又例如，检测到扰流波的传感器为加速度传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指加速度传感器检测到超过设定的加速度阈值的加速度值。

本发明实施例中，扰流波传感器阵列是指在多个采集点上布设扰流波传感器。其中，每个采集点上可以仅布设一个扰流波传感器，也可以布设多个扰流波传感器(例如在每个采集点上布设串接的多个扰流波传感器)。

本发明实施例提供的方法对扰流波进行检测，由于传感器检测扰流波属于被动式检测，因此可以避免被反检测。另外，扰流波在水中的传播距离远，且水下物体运动即会发出扰流波，因此通过阵列式不同地点的检测扰流波的传感器的反应时间差异来确定水下物体的位置，能够降低漏检的风险。

本发明实施例提供的方法具体用于检测水下物体的位置，进一步地，可以仅检测水下物体在水平面上的位置，也可以仅检测水下物体在垂直方向上的位置，还可以检测水下物体在空间中的三维坐标位置。

若检测水下物体在水平面上的位置，上述步骤110的具体实现方式可以但不仅限于：

根据在不同采集点检测到扰流波的传感器的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在水平面上的位置。

根据反应时间的差异确定水下物体在水平面上的位置，其实现原理如下：

每个采集点的位置是预先确定的，根据不同采集点的传感器的反应时间的差异能够确定扰流波的传播速度，根据扰流波的传播速度，以及相关采集点的位置信息，通过几何运算，可以确定水下物体在水平面上的位置。

其中，若每个采集点上设置有多个传感器，可以将每个采集点上的各个传感器的反应时间均值作为采集点上的反应时间，也可以将每个采集点上的最快反应时间作为采集点上的反应时间，或者将每个采集点上预先指定的传感器的反应时间作为采集点上的反应时间，或者将每个采集点上的多个传感器的反应时间组成的反应时间向量作为采集点上的反应时间。

基于上述实现原理，不仅可以对单一的水下物体在水平面上的位置进行检测，还可以对多个水下物体在水平面上的位置分别进行检测。

基于上述实现原理，可以通过不同的实现方式确定水下物体在水平面上的位置，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可实现的。

若检测水下物体在垂直方向上的位置，上述步骤110的具体实现方式可以但不仅限于是：

根据在相同采集点上多个传感器检测到扰流波的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在垂直方向的位置。

根据相同采集点上不同传感器的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在垂直方向上的位置，其实现原理如下：

根据相同采集点上不同传感器的反应时间的差异，可以确定出水下物体到这些传感器的距离的夹角，这些传感器之间的距离是可以确定的，根据这些传感器之间的距离以及上述夹角，就可以确定水下物体在垂直方向上的位置。

基于上述实现原理，不仅可以对单一的水下物体在垂直方向上的位置进行检测，还可以对多个水下物体在垂直方向上的位置分别进行检测。

基于上述实现原理，可以通过不同的实现方式确定水下物体在垂直方向上的位置，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可实现的。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种水下物体的检测装置，如图4所示，包括：

信息获取模块401，用于获取扰流波传感器阵列中检测到扰流波的传感器的反应时间的差异；

位置确定模块402，用于根据所述反应时间的差异确定发出扰流波的水下物体的位置。

本发明实施例提供的装置对扰流波进行检测，由于传感器检测扰流波属于被动式检测，因此可以避免被反检测。另外，扰流波在水中的传播距离远，且水下物体运动即会发出扰流波，因此通过阵列式不同地点的检测扰流波的传感器的反应时间差异来确定水下物体的位置，能够降低漏检的风险。

可选的，所述位置确定模块402用于：

根据在不同采集点检测到扰流波的传感器的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在水平面上的位置。

可选的，所述位置确定模块402用于：

根据在相同采集点上多个传感器检测到扰流波的反应时间的差异，确定发出扰流波的水下物体在垂直方向的位置；相同采集点上串接有多个传感器。

可选的，检测到扰流波的传感器为光学传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指光学传感器检测到超过设定的光强偏离阈值的光强偏离值。

可选的，检测到扰流波的传感器为加速度传感器与磁场传感器的组合，传感器检测到扰流波是指加速度传感器检测到超过设定的加速度阈值的加速度值。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。