Патенты автора Алексеев Олег Адольфович (RU)

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для построения интеллектуальных автоматизированных систем классификации морских целей, обнаруженных по признакам амплитудно-фазовой модуляции низкочастотных сигналов накачки морской среды излучениями и полями объектов. Система обнаружения и классификации морских целей с использованием математической модели определения типа цели содержит сформированную в морской среде рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн накачки и информационных волн. Принципиальным отличием от прототипа является то, что дополнительно введен тракт адаптивной нейро-нечеткой коррекции, содержащий блок продуктивных правил и функций, вход которого соединен с выходом блока обучения тракта нейросетевого распознавания и классификации, а выход соединен с входом адаптера нейро-нечеткой сети, функцию которого выполняет адаптивная нейро-нечеткая сеть (ANFIS), и охваченный обратной связью с дифференциатором, при этом выход адаптера нейро-нечеткой сети соединен с входом дифференциатора, выход которого соединен с входом нечеткого регулятора, самостоятельно производящего автоподстройку своей базы правил, исходя из выборки математических моделей морских целей, на выходе которого формируется сигнал номера нового продукционного правила, а также новый тип функции принадлежности типу цели для блока обучения тракта нейросетевого распознавания и классификации, далее на выходе блока распознавания и классификации цели по амплитудно-частотным характеристикам, тракта нейросетевого распознавания и классификации обеспечивающего конечное классификационное решение по обнаруженным морским целям, формируется сигнал по типу цели согласно степени принадлежности исследуемой области спектра объекту классификации. Техническим результатом предлагаемого изобретения является автоматизация процесса распознавания классов морских целей (надводный или подводный объект), 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, необходимых для реализации конечного процесса классификации в тракте нейросетевого распознавания и классификации, что обеспечивает повышение вероятности правильной классификации морской цели (надводный или подводный объект) на 5-7 %. 7 ил.

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.

Изобретение относится к гидрофизике, геофизике и радиофизике. Сущность: способ гидроакустической томографии полей атмосферы, океана и земной коры различной физической природы в морской среде, включающий в себя формирование низкочастотного излучающего, а также приемного трактов измерительной системы с их акустическими преобразователями, размещение акустических преобразователей на противоположных границах контролируемой среды, озвучивание среды низкочастотными просветными сигналами стабилизированной частоты и формирование в ней рабочей зоны нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования акустических просветных и измеряемых информационных волн, прием преобразованных просветных волн, усиление их в полосе нелинейного преобразования, узкополосный спектральный анализ и выделение из боковых полос спектров дискретных составляющих измеряемых информационных волн. Излучающий блок формируют из трех акустических преобразователей, которые размещают на оси подводного звукового канала (ПЗК), выше и ниже оси ПЗК соответственно, а приемный блок формируют из трех линейных дискретных приемных антенн, включающих по n элементов (гидрофонов) каждая, которые горизонтально размещают в направлении излучающих акустических преобразователей соответственно. Рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования акустических просветных и измеряемых информационных волн формируют между излучающим и приемным блоками из трех излучающих преобразователей и трех линейных дискретных приемных антенн. Просветные акустические сигналы многоканально принимают, предварительно усиливают и посредством многожильных кабелей передают в приемный тракт измерительной системы, в котором сигналы последовательно суммируют на каждом цикле выборочного подключения дискретных приемных антенн и цикличного переключения их элементов (гидрофонов), формируют непрерывные сигналы, которые затем усиливают в полосе параметрического и частотно-временного преобразования, переносят в высокочастотную область и измеряют узкополосные спектры, далее выделяют в спектрах верхние и (или) нижние боковые полосы, формируют и представляют спектры принимаемых сигналов в формате 2D и (или) 3D. Операцию узкополосного спектрального анализа, формирования и представления спектров измеряемых информационных полей в формате 2D и (или) 3D синхронизируют с режимом выборочного подключения дискретных приемных антенн и цикличного переключения их элементов (гидрофонов), а также операцией частотно-временного преобразования (переноса) многоканально принимаемых сигналов в высокочастотную область и операцией формирования непрерывных сигналов. Спектры измеряемых информационных полей регистрируют и по радиоканалу связи передают в информационно-аналитический тракт, где определяют признаки измеряемых информационных полей атмосферы, и (или) океана, и (или) земной коры, а также характеристики их пространственно-временной динамики, с учетом частотно-временного и параметрического преобразования принимаемых сигналов в приемном тракте и информации, поступающей от Регионального информационного центра и (или) системы «ГЛОНАСС». Техническим результатом изобретения является обеспечение дальнего параметрического приема информационных полей различной физической природы в морской среде, формирование и представление их пространственных спектров в формате 2D и (или) 3D, а также контроль их пространственно-временной динамики на акваториях, протяженностью десятки-сотни километров. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

 


Наверх