水聲信號處理中的多傳感器數據融合

李崢

摘要 一個時代如果想要進步，那么就需要多多發展其科技技術。隨著傳感器技術的出現，人們對水底世界的認識又上升了一個高度。而本篇論文會以水聲信號處理中的多傳感器數據融合為主題，來進行分析和論述。我們主要分析的是水聲信號處理中的多傳感器數據融合的相關概念，發展歷程和使用的狀況。并且也會簡析此種技術在使用的過程中所遇到的難題，這樣才能夠更好的促進此種技術系統的改革和創新。

【關鍵詞】水聲信號 處理技術 傳感器 融合

人類一直都對水底的世界非常好奇，所以就開始研發各種設備去探測深海世界，而傳感器這種設備就是其中之一。但是隨著對水底探測深度的逐步加深，單個傳感器已經不能滿足人們的需求，故近年來有開發了多傳感器數據融合系統，來對其在水底傳回來的信號進行綜合處理。伴隨著這種技術的進步和普及，人類對水底世界的認知又上升了一個高度。下面，本篇論文就先從水信號和傳感器的相關概念方面著手，來開啟對此種技術的論述。

1 水信號和傳感器的相關內容和概念

1.1 水信號的概念

所謂的水信號其實就是利用水發生的聲波來進行信息交流的過程。之前，我國的通信系統只是存在于陸地上或者空中的通訊，但是近年來，我國已經將通信系統的應用領域擴展到了水下。

1.2 傳感器的相關內容

傳感器的英文名稱叫做transducer/sensor，是一種用來對特定物體進行檢驗和測試的裝置。它能接收和感知特定物體的信息，并將所有的信息轉變成人們所能識別的信號傳出，進而達到通訊暢通的目的，其實它就是一種特定的溝通橋梁。

傳感器這種裝置，具有智能化，系統化和網絡數字化的特點。它所能應用的領域有很多，如空中，陸地甚至是海下。它具有感知聲音，溫度，濕度和磁場等多種功能。因此，一個國家如果能夠快速的發展傳感器技術，那么其科技水平就會顯著提高。

2 水聲信號處理中的多傳感器數據融合的發展歷程

水聲信號處理中的，多傳感器數據融合技術起源20世紀中后期，開始時是應用到軍事行業的，但是到目前為止，這種技術已經應用到了多個領域，如航空，工業制造，智能系統和檢測系統等。隨著這種技術的逐步進步，我國的科技水平在顯著的提高，尤其在對水聲信號的處理方面。

以目前的狀況看來，多傳感器融合技術已經成為了處理水聲信號的核心。其實這也是科技發展創新的必然結果。因為水下的世界是非常復雜的，而人類是不可能做到長期的潛入深海之中地，所以就只能靠傳感器技術來實現人類對海底世界的探知。但是起初，我國僅僅是用單傳感器去海底孤軍奮戰，而進入到21世紀以來，我國已經研發出了多傳感器融合技術，這種技術就大大提高了傳感器的工作效率，也提高了信息的準確性。

3 水聲信號處理中的多傳感器數據融合的使用狀況

由于水聲信號的種類繁多，所以眾傳感器各自所肩負的責任也就不同。例如，有得傳感器可能是去做跟蹤任何，而有得則可能是去做檢測的任務。下面，就對多傳感器融合技術的具體使用情況進行詳細說明。

3.1 使用多傳感器融合技術來探測水聲信號

之前，我國對于深海處的水聲信號并不能完全檢測到，因為我國的單傳感器技術水平還較低，所以其探測的深度和廣度就較低。但是隨著多傳感器融合技術的出現，人類可以對水中很多微弱的聲音，進行良好的探測和接收，并且能夠準確的將其傳回到數據處理系統。因此，這種技術在很大程度上，增強了我國海上的通訊能力。

隨著這種技術的出現，我國海軍對海域的保衛工作也大大的降低了難度。這是由于，我國海軍可以通過多傳感器融合技術，對入侵我國海域的任何物體，做到提前的預知。進而，我國海軍就能夠迅速地去判斷入侵目標的形式和其可能的目的。從而，就在很大程度上提高了我國對海域的保衛能力。

3.2 使用多傳感器融合技術來追蹤水聲信號

在之前的水下跟蹤系統中，是不能夠做到對海下的水聲目標進行立即追蹤的。因為之前的水下跟蹤系統是單傳感器作戰系統，它是不能夠自行去確認水下目標的移動方向的。但是，隨著多傳感器系統的應用，在水下追蹤水聲信號的難題就得到了良好的解決。

多傳感器系統是采用的融合技術，不論是此系統中的那一臺傳感器感知到了水中的聲信號，它都可以做到即刻追蹤。這是由于，當某一個傳感器感知到水下聲音信號的同時，它會將其感知到的信息立即傳回到多傳感器指揮系統。而指揮系統會立即給相應的傳感器提供水聲信號目標的運動軌跡，進而就能夠做到及時的跟蹤。

3.3 使用多傳感器融合技術來識別水聲信號

近年來，我國的多傳感器融合技術已經拓展到了識別水聲信號的領域，也就是說，如果有水聲信號傳來，那么多傳感器融合系統僅能夠對這種水聲信號進行甄別和鑒定，最終會給出具體的目標特征和可能對應的目標群體。

這種自動識別的技術，在一定程度上幫助了我國的相關科學家，對海生生物的認知范圍。此外，這種技術在海軍軍事領域應用的也比較廣泛。因為海軍相關人員，可以利用此系統去自動判斷，進入我國海港領域的是我過船只還是海外船只。從而也就提高了我國海上的防衛能力。

4 總結

伴隨著科技的高速發展，我國的傳感器技術也在逐步的發生改革。到目前為止，我國在傳感器領域的最大突破就是多傳感器融合技術。這是由于，這種技術能夠極好的去探測、追蹤和識別水聲信號，進而就可以擴寬人類對海底生物的認知范圍。此外，多傳感器融合技術在海軍軍事領域中也有所應用，并且隨著此項技術在海軍軍事領域的使用，我國對海域的防衛能力，也得到了明顯的提高。但是，我國的水聲信號處理中的多傳感器融合技術還是不夠完善，這就需要相關專家在今后繼續對其進行創新和改造。

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