水下便携式三维声纳实时成像系统设计

针对传统三维声纳装置体积庞大、设备沉重,在水下难以灵活作业的问题,设计了水下便携式三维声纳实时成像系统。通过现场可编程门阵列（ FPGA）控制多路信号同步采样,优化波束形成算法大幅提高声纳信号处理速度,同时采用基于低功耗的数字媒体处理器以并行处理方式实时完成三维建模和图像显示。实验结果表明：系统续航时间可达4 h,水下零重量,可在40 m范围内实现角度分辨率1.2°的三维成像,图像刷新率可达25帧/s。     

手持式三维声纳实时成像系统设计

针对传统三维声纳成像系统集成度低、实时性差的问题,提出一种手持式三维声纳实时成像系统设计方案。利用DM8127实现声纳图像的处理,通过坐标转换数组预生成、自适应阈值的网格构建等方法实现实时高精度的三维建模,同时采用多线程并行处理架构改善网格构建时的系统处理性能,降低处理时延,并利用Open GL ES2.0实现三维声纳图像的渲染和显示。实验结果证明,该系统能清晰显示水下探测目标,且实时成像速率高达25帧/s,满足系统实时性要求。     

基于PowerPC的合成孔径声纳实时信号处理系统

本文构建了一种合成孔径声纳实时信号处理系统的方案设计与实现。系统采用PowerPC处理器进行运算,软件上采用模块化设计和并行处理实现信号的实时高效处理。本文设计的系统成功应用于2005年12月的海试实验中。     

相控阵三维声纳数据离线可视化处理系统

设计并实现一种相控阵三维声纳图像的离线数据处理系统,并进行可视化建模.系统中精确配准采用最近点迭代配准,结合外围点消除法,通过拟牛顿进行最优化.拼接融合及多帧再重建采用多缀分辨率,同时支持低精度的快速显示和高精度的精细显示.测试结果证明,该系统能较好地实现相控阵三维摄像声纳图像的处理及可视化.     

三维成像声纳图像后处理与可视化

针对基于线阵合成孔径技术的三维成像声纳缺乏有效后处理与可视化方法的问题,提出一个适用于三维成像声纳图像后处理与可视化方案。鉴于水体和地层2种介质具有不同的声学特性,使用组合算法分离水体和地层数据,利用基于边缘梯度均值约束的三维自适应区域生长算法分别对水底和地层目标进行检测,融合水体和地层数据,采用光线投射法进行三维实验数据的可视化。湖试和近海海试结果表明,该方案能够适应声成像中水体与地层的不同特点,有效检测目标,提高声纳图像的表现能力。     

被动声纳组网系统模型的构建及可视化仿真

为解决在海洋中大范围侦察和监视目标的问题,对声纳组网进行建模和仿真:给出了被动声纳基阵布阵的两种方法;应用单个被动声纳测向,两个或两个以上的被动声纳阵求解目标运动参数;考虑到声传播损失受海况的影响,对传播损失采用通用计算公式;对被动声纳接收到的信号进行谱分析,利用数据库对目标进行识别,达到实时大范围侦察和监视的目的.依次进行建模,利用Visual C 编制仿真程序,使仿真数据可视化.结果表明上述方法在被动声纳组网仿真中是可行的和有效的.     

基于OpenGL的多波束剖面声纳数据3D可视化

多波束剖面声纳接收数据的可视化一般用2D矩形图或扇形图进行显示。针对上述情况,提出一种基于OpenGL的3D数据显示方法。该方法将接收数据进行小波分解,把处理后的数据作为纹理按时间帧映射于3D坐标系中,通过设置透明度消除遮挡,从而将不同时间信息的数据融合在同一个3D场景中,以提高成像的空间感。     

多波束声纳图像处理关键技术的研究

海底地形地貌探测是海洋资源开发和工程建设的基础,多波束声纳图像是反映水下地形地貌的重要手段,对其处理技术的研究具有重要意义。文中介绍了多波束声纳图像的形成原理及其特点,分析了影响多波束声纳图像的主要因素,从回波强度数据修正、声纳图像的生成和声纳图像改正三个方面,对多波束声纳图像处理的关键技术进行了详细介绍。总结和分析了目前国内外多波束声纳图像主要处理技术的研究现状和发展趋势,提出了研究多波束声纳图像处理技术的若干建议。     

基于OpenGL实现海底地形显示的研究

该文提出了一种三维海底地形的显示方法，该方法具有较高的真实感，能够逼真地模拟出海底复杂的地形环境；同时，该方法还具有良好的计算性能，很好地满足了工程应用中对动画实时性的要求。另外，在底层运动控制方式的基础上，该文给出了高层的显示方案，提出简化三维海底地形的方法，从而保证了海底地形的真实感显示和运动模拟。     

主动声纳试验系统实时信号处理机设计与实现

对主动声纳试验系统实时信号处理机硬件和软件的设计与实现进行了讨论,提出了一种简单、灵活的解决方案。重点对DSP系统与主机之间的交互、主机控制与显示、数据记录等功能的实现进行了说明。所提出的方案是在多个试验系统的基础上演进而来,总结了多次湖、海试的经验,对于主动声纳试验系统具有较普遍的适用性。     

一种基于GPU的主动声纳宽带阵列信号处理实时系统

该系统采用基于CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)并行编程模型的GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器),完成了宽带LFM及CW信号的几种经典波束形成和匹配滤波过程,并实现了系统的实时性处理。实验结果表明：该系统与CPU平台相比,处理速度提高了近一个数量级;与具有同等处理速度的DSP阵列信号处理平台相比,克服了开发周期长、成本高和移植性差等缺点。随着声纳信号处理数据量的日益增大,将GPU强大的通用计算能力应用到声纳领域的各个环节,是一个值得继续深入研究的课题。     

ATS-1激光雷达实时处理显示系统设计

为提高激光雷达系统探测的实时性,合理开发数据处理显示系统显得尤为必要。从ATS-1激光雷达多通道采集系统特征出发,基于多线程技术,设计激光雷达实时处理显示系统。该系统能够实时跟踪激光雷达探测的回波信号数据,并能自动进行数据处理,将数据结果进行实时显示,解决激光雷达采集数据和处理显示间隔时间长的问题,提高该激光雷达探测的实时性,为其他激光雷达处理显示系统的设计提供了思路。     

潜艇声纳的训练仿真

声纳是潜艇重要的观通和侦察设备,该文是在分析声纳工作原理的基础上,介绍了潜艇声纳的仿真原理和技术实现途径,并对其中的一些关键问题进行了研究,给出了仿真结果。     

一种基于GPU的主动声纳宽带信号处理实时系统

该系统采用基于CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)并行编程模型的GPU( GraphicProcessing Unit,图形处理器),实现了整个主动声纳宽带信号处理系统的实时性.实验结果表明:该系统与CPU平台相比,处理速度提高了近一个数量级;与具有同等处...     

直升机反潜模拟中的吊放声纳系统仿真

吊放声纳系统仿真是直升机反潜作战模拟的关键。分析了吊放声纳发现判决方程、各种搜潜方法的共性特征,在此基础上将探测、发现目标的问题逐步转换成易于求解的数学模型。以单机和单潜作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构。讨论了基于水声资料库、Direct Sound技术、实时3D效果控制,实现音频信号的合成和回放的方法。针对一个合理的数据结构对于有效的数据处理的重要性,将空间矩阵法引入吊声数据处理仿真。运行和使用表明,仿真系统为直升机反潜综合战术模拟训练提供了实用的平台。     

三维协同设计系统中实时协同的研究与实现

为了使跨地域的设计者更加直观、有效地进行交流，该文在分析实时协同设计系统(RCDS)关键技术的基础上，提出了一种稳定、可靠且易于实现的设计方案，并开发出原型系统CollabVue。将其与PDM软件进行集成，实现数据共享，可以使RCDS在现实设计中发挥更大的作用。     

基于Medium型Camera Link的多通道图像实时显示系统设计

为了实现对相机拍摄到的图像数据的实时显示,提出了一种基于Medium型Camera Link的多通道图像实时显示系统设计方案,并完成系统的软硬件设计;Medium型Camera Link可以同时接收和发送两组数据,经过基于“乒乓RAM法”的数据同步处理后,利用2组RAM交替进行写、读操作,可以实现高频高速的数据同步传输;该系统的硬件部分用来接收相机端的实时图像数据输入并对数据进行高速传输,软件部分实现对数据的筛选,整理,格式转换等功能,能够完成对图像的实时显示.     

数据实时通信与可视化系统的设计与实现

为了将冗杂的工业数据用逻辑化的图形展现出来,该文提出了一种基于HTML5与WebSocket数据实时通信的可视化系统。首先提出的可视化系统是在C#控制台程序的基础上建立WebSocket全双工通信通道,继而借助此通道实现了SQL Server数据库与浏览器的实时数据交互,最后将实时数据发送给Echarts进行绘制和渲染。在漏水监测的项目中应用此可视化系统的结果分析可知,所采用的WebSocket实时通信技术相比于传统通信技术具有更高的稳定性、数据交互实时性,且能有效地减小带宽、节省服务器资源等;所设计数据可视化系统能直观地反映采集的工业数据特性,可视化效果好,实用性强。