生物激勵的雷達和聲吶：源於自然的靈感

《生物激勵的雷達和聲吶：源於自然的靈感》是2020年7月1日北京理工大學出版社出版的圖書，作者是[英]阿萊西奧·巴勒里（AlessioBalleri）。

基本介紹

• 中文名：生物激勵的雷達和聲吶：源於自然的靈感
• 作者：[英]阿萊西奧·巴勒里（AlessioBalleri）
• 出版社：北京理工大學出版社
• ISBN：9787568257961

內容簡介

《生物激勵的雷達和聲吶：源於自然的靈感》包含11章，涵蓋了新研究成果。

第1章主要介紹了該書寫作的目的以及全書的結構安排。

第2章至第5章描述了蝙蝠的回聲定位案例。第2章介紹了蝙蝠被認為是通過生物神經結構處理目標回波的，並與雷達和聲吶的情況進行了比較。第3章描述了一種信號處理算法，該算法受蝙蝠聽覺處理模型的啟發，可以套用於雷達波形，並研究在距離分辨性能方面的潛在優勢。第4章回顧了近年來取得發展的仿生聲吶系統，重點介紹了仿生髮射器和接收器的設計及目標定位方案。第5章描述了美妙的食蜜蝙蝠例子，蝙蝠食蜜時將植物的花授粉，從而促進了植物間的花粉轉移。本章研究了不同花冠的特徵，以確定有助於蝙蝠目標分類的花冠特徵，目的是了解目標分類策略。

第6章介紹了昆蟲和蝙蝠之間的生物聲吶軍備競賽的關鍵問題，以及與雷達和聲吶等電子戰的異同。本章介紹了被動干擾的解決方案，如利用鱗片或聲誘餌來引開蝙蝠聲波的吸收，以及聲吶主動干擾技術。

第7章和第8章描述了新的信號處理解決方案，從自然界的多樣性和策略中獲得靈感，目前已經發展到可以自適應地解決認知感測器的關鍵挑戰。第7章特別從人類認知的神經生物學過程中獲得靈感，建立了一個研究人工認知及其在目標跟蹤中套用的理論框架。第8章從蝙蝠身上獲得靈感，提出了一種通過聯合開發制導、自動調整和最佳化發射脈衝波形的算法來指導機載雷達對目標的導引。

第9章是關於海豚的案例，在音頻領域和超聲領域，分析了典型哺乳動物發出的回聲定位聲波。用高斯和指數脈衝模擬呼叫，並估計它們的參數，以說明其在人造聲吶中的套用。

第10章介紹了人類回聲定位的案例，其中包含一個重要的回顧，會讓讀者對人類回聲定位的研究發展過程有一個大致了解。本章介紹了典型的人類聲音的傳播性能，從距離、方位角和俯仰角等方面討論定位性能，同時討論了人類回聲定位的目標識別性能。

第11章介紹了一種利用放電器官實現有源電感測的弱電魚，並說明了相似技術如何用於強雜波中的目標檢測。本章介紹了極化張量的概念，它提供了一個低維的目標信息，並展示了如何利用它來提高金屬探測中的目標識別性能。

圖書目錄

序言

第1章 緒言

1．1 寫作目的

1．2 本書簡介

第2章 生物啟發的信號處理和蝙蝠回聲定位

2．1 引言

2．1．1 工程與生物的設計方法

2．1．2 多種多樣的生物聲吶

2．1．3 技術挑戰

2．2 生物聲吶計算模型：聲譜圖相關和變換（SCAT）接收器

2．2．1 調頻生物聲吶的時頻特性

2．2．2 回波延時的定位——目標距離圖

2．2．3 回波頻譜合成——聚焦目標距離向圖像

2．2．4 圖像聚焦、雜波抑制

2．3 SCAT生物聲吶成像原理

參考文獻

第3章 增強距離解析度：與匹配濾波器對比

3．1 引言

3．2 頻譜圖相關和變換模型描述

3．2．1 耳蝸模組

3．2．2 定時模組

3．2．3 頻譜模組

3．2．4 模型輸出

3．3 基帶頻譜變換接收器

3．4 兩個相鄰理想角反射器的BSCT回響

3．5 實驗實施及數據採集

3．5．1 常規設定與設備

3．5．2 仿真

3．5．3 虛擬目標

3．5．4 物理目標

3．6 結果

3．7 結論

參考文獻

第4章 源自蝙蝠回波定位的空氣耦合聲吶系統

4．1 引言

4．2 什麼是聲吶

4．3 聲吶系統的仿生設計：發射器和接收器

4．3．1 仿生學發射器

4．3．2 仿生接收器

4．4 蝙蝠仿生聲吶系統和定位方法

4．5 結論

參考文獻

第5章 蝙蝠聲音回波分析

5．1 引言

5．2 電燈花的花冠特徵分析

5．3 電燈花的特徵

5．4 耳葉杜鵑花序分析

5．5 結論

參考文獻

第6章 蝙蝠與昆蟲之間生物聲吶的較量

6．1 引言

6．2 蝙蝠的生物聲吶

6．2．1 聲吶原理

6．2．2 自適應蝙蝠生物聲吶

6．3 被捕食昆蟲的防禦

6．3．1 被動防禦

6．3．2 聲音聽覺欺騙

6．3．3 昆蟲主動防禦和耳朵進化

6．3．4 蛾的超寬頻主動回響

6．3．5 其他昆蟲的防禦

6．4 面對昆蟲防禦的蝙蝠反制措施

6．4．1 變頻率假設

6．4．2 悄悄的空中行獵

6．5 結論

參考文獻

第7章 面向攔截和交會的仿生協調導航和自適應輻射波形

7．1 引言

7．2 理論框架

7．3 二維案例研究

7．4 仿真結果

7．5 結論

參考文獻

第8章 目標跟蹤中的認知感測器/處理器系統框架

8．1 引言

8．2 框架

8．2．1 認知感測器/處理器系統框架

8．2．2 認知單目標跟蹤

8．2．3 認知MAP-PF單目標跟蹤

8．2．4 總結

8．3 分散式感測器例子

8．3．1 模型

8．3．2 實現

8．3．3 仿真結果

8．4 軟體定義雷達例子

8．4．1 模型

8．4．2 實現

8．4．3 收集的數據結果

8．5 結論

附錄

參考文獻

第9章 地中海寬吻海豚的生物聲吶：回聲定位信號的分析與建模

9．1 引言

9．2 數據採集

9．2．1 水聽器

9．2．2 放大器

9．2．3 採集卡

9．3 生物聲吶模型

9．4 信號估計

9．4．1 指數脈衝

9．4．2 高斯脈衝

9．5 估計結果

9．5．1 指數脈衝

9．5．2 高斯脈衝

9．5．3 音頻帶

9．6 結論

參考文獻

第10章 人類回聲定位——空間解析度和信號屬性

10．1 引言和背景

10．2 聲音特性

10．3 環境因素

10．4 空間物體定位

10．4．1 空間物體定位——測距：信號特性

10．4．2 空間物體定位——測距：空間分辨

10．4．3 物體定位——水平面（方位向）：信號特性

10．4．4 物體定位——水平面：空間分辨

10．4．5 物體定位——垂直面（高度向）

10．5 物體大小、形狀、材質區分

10．6 結論和未來展望

參考文獻

第11章 微弱目標發電魚的極化張量和物體識別

11．1 魚類電敏特性及其電子成像

11．2 電子成像算法

11．3 極化張量

11．4 歸一化的極化張量

11．5 二階極化張量

11．6 電敏魚的極化張量

11．7 極化張量金屬探測

11．8 結論

參考文獻

後記

附錄