水声信号处理中的多传感器数据融合

李峥

摘要 一个时代如果想要进步，那么就需要多多发展其科技技术。随着传感器技术的出现，人们对水底世界的认识又上升了一个高度。而本篇论文会以水声信号处理中的多传感器数据融合为主题，来进行分析和论述。我们主要分析的是水声信号处理中的多传感器数据融合的相关概念，发展历程和使用的状况。并且也会简析此种技术在使用的过程中所遇到的难题，这样才能够更好的促进此种技术系统的改革和创新。

【关键词】水声信号 处理技术 传感器 融合

人类一直都对水底的世界非常好奇，所以就开始研发各种设备去探测深海世界，而传感器这种设备就是其中之一。但是随着对水底探测深度的逐步加深，单个传感器已经不能满足人们的需求，故近年来有开发了多传感器数据融合系统，来对其在水底传回来的信号进行综合处理。伴随着这种技术的进步和普及，人类对水底世界的认知又上升了一个高度。下面，本篇论文就先从水信号和传感器的相关概念方面着手，来开启对此种技术的论述。

1 水信号和传感器的相关内容和概念

1.1 水信号的概念

所谓的水信号其实就是利用水发生的声波来进行信息交流的过程。之前，我国的通信系统只是存在于陆地上或者空中的通讯，但是近年来，我国已经将通信系统的应用领域扩展到了水下。

1.2 传感器的相关内容

传感器的英文名称叫做transducer/sensor，是一种用来对特定物体进行检验和测试的装置。它能接收和感知特定物体的信息，并将所有的信息转变成人们所能识别的信号传出，进而达到通讯畅通的目的，其实它就是一种特定的沟通桥梁。

传感器这种装置，具有智能化，系统化和网络数字化的特点。它所能应用的领域有很多，如空中，陆地甚至是海下。它具有感知声音，温度，湿度和磁场等多种功能。因此，一个国家如果能够快速的发展传感器技术，那么其科技水平就会显著提高。

2 水声信号处理中的多传感器数据融合的发展历程

水声信号处理中的，多传感器数据融合技术起源20世纪中后期，开始时是应用到军事行业的，但是到目前为止，这种技术已经应用到了多个领域，如航空，工业制造，智能系统和检测系统等。随着这种技术的逐步进步，我国的科技水平在显著的提高，尤其在对水声信号的处理方面。

以目前的状况看来，多传感器融合技术已经成为了处理水声信号的核心。其实这也是科技发展创新的必然结果。因为水下的世界是非常复杂的，而人类是不可能做到长期的潜入深海之中地，所以就只能靠传感器技术来实现人类对海底世界的探知。但是起初，我国仅仅是用单传感器去海底孤军奋战，而进入到21世纪以来，我国已经研发出了多传感器融合技术，这种技术就大大提高了传感器的工作效率，也提高了信息的准确性。

3 水声信号处理中的多传感器数据融合的使用状况

由于水声信号的种类繁多，所以众传感器各自所肩负的责任也就不同。例如，有得传感器可能是去做跟踪任何，而有得则可能是去做检测的任务。下面，就对多传感器融合技术的具体使用情况进行详细说明。

3.1 使用多传感器融合技术来探测水声信号

之前，我国对于深海处的水声信号并不能完全检测到，因为我国的单传感器技术水平还较低，所以其探测的深度和广度就较低。但是随着多传感器融合技术的出现，人类可以对水中很多微弱的声音，进行良好的探测和接收，并且能够准确的将其传回到数据处理系统。因此，这种技术在很大程度上，增强了我国海上的通讯能力。

隨着这种技术的出现，我国海军对海域的保卫工作也大大的降低了难度。这是由于，我国海军可以通过多传感器融合技术，对入侵我国海域的任何物体，做到提前的预知。进而，我国海军就能够迅速地去判断入侵目标的形式和其可能的目的。从而，就在很大程度上提高了我国对海域的保卫能力。

3.2 使用多传感器融合技术来追踪水声信号

在之前的水下跟踪系统中，是不能够做到对海下的水声目标进行立即追踪的。因为之前的水下跟踪系统是单传感器作战系统，它是不能够自行去确认水下目标的移动方向的。但是，随着多传感器系统的应用，在水下追踪水声信号的难题就得到了良好的解决。

多传感器系统是采用的融合技术，不论是此系统中的那一台传感器感知到了水中的声信号，它都可以做到即刻追踪。这是由于，当某一个传感器感知到水下声音信号的同时，它会将其感知到的信息立即传回到多传感器指挥系统。而指挥系统会立即给相应的传感器提供水声信号目标的运动轨迹，进而就能够做到及时的跟踪。

3.3 使用多传感器融合技术来识别水声信号

近年来，我国的多传感器融合技术已经拓展到了识别水声信号的领域，也就是说，如果有水声信号传来，那么多传感器融合系统仅能够对这种水声信号进行甄别和鉴定，最终会给出具体的目标特征和可能对应的目标群体。

这种自动识别的技术，在一定程度上帮助了我国的相关科学家，对海生生物的认知范围。此外，这种技术在海军军事领域应用的也比较广泛。因为海军相关人员，可以利用此系统去自动判断，进入我国海港领域的是我过船只还是海外船只。从而也就提高了我国海上的防卫能力。

4 总结

伴随着科技的高速发展，我国的传感器技术也在逐步的发生改革。到目前为止，我国在传感器领域的最大突破就是多传感器融合技术。这是由于，这种技术能够极好的去探测、追踪和识别水声信号，进而就可以扩宽人类对海底生物的认知范围。此外，多传感器融合技术在海军军事领域中也有所应用，并且随着此项技术在海军军事领域的使用，我国对海域的防卫能力，也得到了明显的提高。但是，我国的水声信号处理中的多传感器融合技术还是不够完善，这就需要相关专家在今后继续对其进行创新和改造。

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