01
声呐基础
声波传播原理 · 声呐系统分类 · 仿生学概念 · 海豚回声定位机制
原理仿生
02
硬件选型
超声波传感器选型(HC-SR04/TFmini) · 微控制器(Arduino/STM32) · 电源模块
选型硬件
03
信号发射
超声波发射电路 · PWM驱动 · 发射角度与波束控制
发射电路
04
信号接收
接收电路设计 · 前置放大器 · 带通滤波器
接收滤波
05
信号处理基础
时域与频域 · 采样定理(Nyquist) · ADC配置与采集
采样ADC
06
数字滤波
移动平均滤波 · 中值滤波 · FIR滤波器设计(Python)
滤波Python
07
包络检测
希尔伯特变换 · 包络提取 · 阈值检测与峰值定位
包络检测
08
时间飞行法 (TOF)
TOF原理 · 时间戳同步 · 声速补偿(温度影响)
TOF测距
09
多传感器阵列
阵列几何(线性/圆形) · 相位差 · 波束形成原理
阵列波束
10
角度估计
到达角(AOA) · 互相关时延 · MUSIC算法入门
AOAMUSIC
11
三角定位
二维平面定位 · 最小二乘法 · 精度分析
定位最小二乘
12
三维定位
三维空间定位 · 多基站协同 · 高度估计
3D协同
13
卡尔曼滤波
状态空间模型 · 预测与更新 · Python调参
卡尔曼滤波
14
扩展卡尔曼滤波 (EKF)
非线性系统 · 雅可比矩阵 · EKF声呐应用
EKF非线性
15
粒子滤波
蒙特卡洛 · 重要性采样 · 重采样策略 · 实战
粒子滤波蒙特卡洛
16
环境建模
声波反射/折射 · 多径效应 · 噪声模型(高斯/脉冲)
建模多径
17
仿真平台搭建
Python (NumPy/SciPy) · 声呐信号生成器 · Matplotlib可视化
仿真Python
18
数据采集系统
微控制器固件 · UART串口协议 · 数据帧格式
采集UART
19
上位机开发
PyQt5界面 · 实时曲线 · 参数配置面板
PyQt上位机
20
标定与校准
传感器延迟标定 · 声速校准 · 阵列相位校准
标定校准
21
目标检测
静态/运动检测 · 背景差分法 · 多目标跟踪
检测跟踪
22
特征提取
回波特征(时长/强度/频谱) · 特征向量 · PCA降维
特征PCA
23
机器学习分类
KNN · SVM · 决策树与随机森林 (Python)
ML分类
24
深度学习入门
CNN一维卷积 · PyTorch/TensorFlow实战
CNN深度学习
25
实时系统设计
RTOS概念 · FreeRTOS任务调度 · 实时数据管道
RTOSFreeRTOS
26
低功耗设计
睡眠模式 · 间歇采样 · 能量收集策略
低功耗节能
27
水下声呐特化
水声信道 · 换能器选型 · 水密设计
水下换能器
28
抗干扰技术
自适应滤波(LMS/NLMS) · 干扰对消 · 频率捷变
抗干扰LMS
29
系统集成
硬件-软件联调 · 测试用例 · 性能评估
集成测试
30
项目实战
仿生声呐系统完整搭建 · 湖试/海试分析 · 优化方向
实战湖试