一种超声换能器阻抗匹配的研究

为了便于探鱼声纳更好的应用于小渔船,其换能器基阵应简易轻便,易于安装,因此把换能器的匹配网络放在干端,减小换能器基阵的体积与重量。为解决长线传输过程中换能器的阻抗匹配,提出了一种匹配方法,在实际应用中很好地解决了超声换能器的宽带阻抗匹配。     

基于稀疏布阵的实时三维成像声纳系统

水下实时三维成像声纳系统可以有效地提高对水下目标探测及识别的能力,本文提出基于稀疏面阵的实时三维成像声纳系统,该系统包括3个部分:窄带信号发射系统、稀疏布阵接收系统及信号处理系统。信号处理系统在远场情况下采用二维FFT波束形成获得目标三维成像,近场情况下采用自聚焦二维FFT波束形成获得三维成像结果。相比于直接相移波束形成,稀疏布阵情况下采用二维FFT波束形成算法具有更小的计算量和内存需求量的优势。基于该成像算法,设计并实现一套实时三维成像声纳系统,通过多次湖上及海上实验对该系统进行测试,实验结果表明:该系统可以获得水下近场及远场目标的三维图像并满足实时成像的要求。     

一种高速实时数据采集系统的设计与实现

介绍了一种采用PCI总线实现数据高速采集、传输的设计方法。并提供了PCI总线控制器的实现和系统的硬件电路设计。最后介绍了设备驱动程序及应用程序的软件实现方法。     

航空声纳ATE测试系统设计

提出了基于ATE技术的航空声纳综合测试系统设计思想,通过对设计系统可行性的总体分析和方案的评估,证明该系统设计方案合理,能够满足测试系统应具备的功能要求并保证原有系统的完整性,从而依据该方案开展航空声纳综合测试系统的下-步研制工作.     

水下成像声呐探测系统建模与仿真

水下探测技术已成为几年来各国普遍重视发展的技术之一。为解决通过试验进行水下声呐成像探测研究的方法中存在的经济成本高、技术方法准确性不好把握等问题。该文采用数学建模和计算机软件仿真的方法,在进行水下成像声呐探测仿真系统的总体软件设计的基础上,对各子模块的算法的研究现状进行分析,重点分析了声呐图像生成、图像滤波、目标识别以及控制系统等单元,并给出了部分算法的数学模型和仿真结果。从而实现了水下成像声呐探测系统的模拟,为水下声呐成像探测技术的研究提供了一个经济实用、高准确度的研究平台。     

基于投影变换的声纳图像特征提取与识别

用投影变换的方法进行了成像声纳采集的水声图像特征提取与识别。阐述了Radon与扇束投影变换的特点与关系,并提出了一种基于图像边缘Radon变换的水声图像矩特征提取和识别方法。首先使用一种形态学边缘提取算子和细化算法提取二维图像中目标的轮廓,构造目标轮廓在 Radon变换空间的平移、比例和旋转矩不变量,并应用于三类水下物体的分类识别中,实验仿真结果表明该方法在运算速度上优于Hu’s不变矩和图像目标面Radon投影空间不变矩,具有很好的性能和较高的实用价值。     

基于一维测量的多传感器多目标数据关联

本文在S-D分配算法的基础上,提出一种基于一维测量数据的多基地雷达多目标数据关联的方法.在每个传感器仅能给出目标的一维距离和量测信息,并且同时存在虚警的条件下,该方法首先利用4维组合的冗余信息对各传感器的量测值进行组合筛选,然后由4维分配算法进行多目标的数据关联,仿真结果表明该方法可以有效提高多目标的正确关联概率.     

利用测深侧扫数据和明暗恢复形状方法实现地形修正

一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型进行最优拟合,其次,引入亮度误差修正因子,改进从明暗恢复形状算法并迭代地形,保证其快速稳定的收敛,最终通过循环迭代获取了海底底质参数和精度更高、与真实地形起伏相关性更强的地形深度值。同时,利用Jackson海底散射模型,模拟测深侧扫声纳信号的发射接收过程,并利用其回波数据,验证本迭代算法的正确性和有效性。结果表明:该方法可以有效地修正地形,且接收信噪比越高,地形修正效果越好;在信噪比为20 d B时,相比于原始测深结果,修正后地形起伏相关系数提升52. 4%,地形误差绝对值降低37%。最后,将该算法应用于测深侧扫声纳数据,通过修正前后地形图的对比分析,验证了本算法的可行性和有效性。     

机器人沿墙声纳导航的研究

为实现机器人的室内导航,本文提出了一种基于声纳传感器的沿墙导航方法。算法对室内典型结构和机器人可能存在的状态进行了建模,通过声纳传感器阵列所获知的外部数据判断机器人当前状态,应用有限状态机实现了机器人各种运行状态的相互转移。实验结果表明,该方法可以有效地应用于机器人室内导航,对各种室内典型结构的组合、变换具有较高的适应性。     

多基地声纳配置策略研究

本文提出了一种基于检测覆盖范围的多基地声纳配置策略。首先,根据声纳的作用距离公式,分析了双基地声纳的检测覆盖范围特性,它为卡西尼卵形线包围的区域;然后,将此特性推广到三基地和多基地声纳,指出多基地声纳的检测覆盖范围主要与发射、接收机的位置有关,且检测覆盖区域主要集中在发射、接收机附近;最后,在对多基地声纳模型进行部分简化的基础上,提出一种用圆来代替检测覆盖区的多基地声纳配置算法。该算法经过仿真验证,表明配置效果较好。