摘要

蝙蝠回声定位系统对目标方位、距离、运动速度的感知能力有待深入研究。文中试图通过计算机仿真模拟蝙蝠回声定位系统对于目标距离的感知机理。通过建立基于卷积神经网络的蝙蝠距离超分辨模型,提出了基于蝙蝠接收回波频谱的距离信息特征表征方法。采用卷积神经网络模拟蝙蝠脑内神经元对距离信息的感知,从而实现对蝙蝠距离超分辨的计算机仿真。通过时频分析获得的回波信号频谱零点位置随着目标间距的变化而变化,而卷积神经网络模拟的脑神经元可以很好地感知该种变化,从而实现距离超分辨。计算机仿真结果表明,当信噪比为20 dB,两点目标在空间间距上产生0.59μs以上的延迟回波时,文中所提仿生模型能够从中区分单点目标。其两点间分辨率小于蝙蝠信号带宽倒数的1/20,实现了距离超分辨。文中所提仿生算法,可以应用到雷达、声呐等系统,具有广泛的应用前景。