基于形态学强光束下的水下激光目标检测

文中利用水下激光图像的能量微弱的目标反射光淹没在能量相对强大的探照激光光束的散射之中和强光束具有单一的方向性，能量集中在某一方向的光带上的特点，采用数学形态学运算子对强光束下的水下激光图像进行处理，以去除强光束对目标检测的干扰，在此基础上采用相关分析算法即可顺利检测出弱目标；减少虚警率。实验证明这是一种快速有效的检测手段。     

水下激光光斑漂移的一种检测方法

由于水下激光探测的日趋成熟,要提高探测精度,就要解决激光光束的漂移问题.而一般的光斑漂移检测多采用运算量较大并且复杂的数值计算的方法,文中通过采用直接对光斑图像进行处理计算的方法得到激光光斑中心漂移量及其概率密度分布.     

水下单光束脉冲激光方位识别系统角度参数优化设计

针对水下弹目交汇时引信需在近程（大于10 m）获取目标的距离和方位信息,为充分利用发射激光能量,增大激光回波功率,对水下单光束脉冲激光方位识别系统角度参数进行了优化设计。通过推导水下脉冲激光方位识别系统探测目标的回波功率方程,建立了回波功率与系统角度参数之间的关系,得出水下脉冲激光方位识别系统角度要求和充满区距离表示式,利用iSIGHT软件,基于多岛遗传算法对角度参数进行了优化计算。结果表明:在不考虑其他影响因素的情况下,发射光束中心与弹轴的夹角t取30,接收视场中心与弹轴的夹角r取34.5,接收视场角r取10时能获得系统最小的充满区距离。所得计算结果可为水下单光束脉冲激光方位识别系统角度参数的设计提供理论依据。     

强激光参数测试系统设计研究

长期以来决定强激光系统特性的能量功率、光束质量及光束指向稳定性等参数一直没有统一准确的检测方法,给强激光系统的测试评价带来很大困难。本文通过对相关强激光参数测试技术的分析和研究,提出了一套功率能量及光束质量测试系统设计方案,对评价强激光系统总体性能、预示系统作用效果具有重要作用。     

基于PSM算法的激光致声SAFT水下小目标探测方法

水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型,进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程,采用相位迁移算法对模拟的激光致声信号进行探测图像的重构。采用均方误差与峰值信噪比对图像质量进行评价。搭建了空气-水下激光致声探测实验系统,通过分析水中钢球经衍射后的声波能量变化,计算出了其平均能量损失率。利用合成孔径延时叠加波束形成方法实现了声波能量在目标处的汇聚及增强,为水下目标探测提供了一种新的实现途径。     

基于哈达玛基编码算法的水下光传输优化

水下无线光传输以蓝绿激光为载体,传输速度快,实时性强,在海洋勘探、海洋通信等方面起着非常重要的作用。然而光束自身的发散及其受水吸收和散射作用影响,导致传输过程中能量损失,接收端信号微弱。为了提高光束在水中的传输效率,本文提出了一种基于哈达玛基编码算法的光束整形模块,通过空间光调制器对波前相位进行调制,将光束分为参考光束和调制光束,并通过四步相移计算两种光的相位角,在多次变换中寻找最优全息图,聚焦接收端处的光束,减小光能经过水下信道后的损失。该研究成果有效地提升了不同距离下接收端的能量,实验结果显示,调制越精细,光束聚焦效果越好,达到了15 m处接收端中心能量2.3倍的提升。     

粗糙平面的激光散射特性研究

为了检测目标的边缘信息,采用激光扫描目标表面、通过回波信号变化来得到目标的边缘信息的方法,利用随机面元模型,分析了刚性随机粗糙平面的激光散射特点,建立了实用化的随机粗糙平面激光散射理论模型,并给出了正入射时几种情况下的激光散射图像,分析了平面目标的激光散射能量计算方法,仿真了光束在平面目标表面做正弦摆动时,光斑在不同位置的反射能量,利用激光信号的强度变化,采用峰(谷)检出法或者过零检出法就可以得到物体的边缘信息。结果表明,通过回波信号的变化,可以得到目标的边缘轮廓。     

Detection algorithm of underwater linear target based on range-gated imaging

基于水下距离选通激光成像技术,提出了一种可用于长距离下的水下线状目标检测算法。该算法针对水下成像中低对比度、模糊和噪声等特性,首先采用对比度拉升、中值滤波、小波变换等方法对图像进行增强处理;然后利用Canny边缘检测算子提取出目标的边缘特征;最后针对边缘特征中出现的噪声边缘问题,选用了鲁棒性强的随机抽样一致性参数估计算法从边缘特征中检测出线状目标,并计算得到目标的位置和方向等相关参数。实验结果表明,该算法可以有效地检测出水下曲线状目标,弥补现有方法只能检测直线目标的不足,检测率可以达到93%,有效检测距离能达到5倍水下衰减长度。     

准直蓝、绿激光光束的水下目标反射功率和水质参数研究

根据准直激光光束在海水中的传播原理 ,研究了准直蓝、绿激光光束的水下目标反射功率以及海水水质参数与后向散射功率之间的关系 ;证明用准直蓝、绿激光可以实时探测水下目标和海水水质参数     

一种水下激光通信系统的光斑检测算法

为了有效解决水下激光通信系统的激光光斑检测困难的问题,针对水质衰减系数约为5.5 dB/m、发射源与采集端相距5～10 m的低可视度复杂的水下环境,提出了一种简单实用的水下激光光斑检测算法.首先,通过图像去雾操作,增强图像中的目标光斑与背景的对比度;其次,经过高斯滤波,消除图像噪点;然后,选取合适闽值进行二值化,提取目...