基于TMS320C6678三维成像声纳信号处理算法的设计与实现 被引量：12

1

作者 王朋 任宇飞 +1 位作者 黄勇 刘纪元 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期85-90,112,共7页

针对三维成像声纳在实际应用当中实时性的需求,在分析三维成像声纳波束形成算法原理和TMS320C6678多核任务并行处理的基础上,设计了基于TMS320C6678处理芯片的三维成像声纳二维波束形成算法的并行实现方法。该方法不仅能有效地完成二维... 针对三维成像声纳在实际应用当中实时性的需求,在分析三维成像声纳波束形成算法原理和TMS320C6678多核任务并行处理的基础上,设计了基于TMS320C6678处理芯片的三维成像声纳二维波束形成算法的并行实现方法。该方法不仅能有效地完成二维波束形成,还能减少波束形成的计算量,满足系统的实时性需求。实验表明:该方法有效、可靠地完成了2304通道的二维波束形成,角度分辨率优于1°,满足实际系统实时性要求。 展开更多

关键词 水声成像 TMS320C6678 三维成像声纳

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三维成像声纳图像后处理与可视化 被引量：3

2

作者 洪一帆 宋坤坡 +1 位作者 夏顺仁 丛卫华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第22期196-197,共2页

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... 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。 展开更多

关键词 三维成像声纳 后处理方案 图像增强 目标检测 三维可视化

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三维成像声纳数据采集系统设计 被引量：6

3

作者 于涤非 黄海宁 +1 位作者 张春华 吴长瑞 《现代电子技术》 北大核心 2018年第3期41-45,49,共6页

为使三维成像声纳数据采集系统的设计达到周期短、可靠性高、满足性能指标要求的目标,提出一种改进的设计方法。该方法通过分析声纳设计指标及工作时的信号、噪声过程,提出采集系统的三个主要设计参数:TVG动态范围、最高增益及最高等效... 为使三维成像声纳数据采集系统的设计达到周期短、可靠性高、满足性能指标要求的目标,提出一种改进的设计方法。该方法通过分析声纳设计指标及工作时的信号、噪声过程,提出采集系统的三个主要设计参数:TVG动态范围、最高增益及最高等效输入噪声所满足的约束方程。通过求解约束方程,获得采集系统设计参数需要满足的最低要求,以此为指导设计的数据采集系统满足声呐设计要求。通过原型设计的多次湖试实验验证了该设计方法切实有效。 展开更多

关键词 水声学 三维成像声纳 数据采集系统 TVG动态范围 最高增益 最高等效输入噪声 模拟通道

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基于三维成像声纳技术的AUV前视避障方法 被引量：6

4

作者 陈文渊 沈斌坚 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第4期12-15,共4页

针对自主式水下航行器(AUV)在水下自主航行过程中的避障问题,提出了一种基于三维成像声纳技术的前视避障方法。该方法使用三维成像声纳探测目标,通过声纳目标图像处理提取目标,完成目标的运动状态分析和轨迹预测。通过设置碰撞区域,建... 针对自主式水下航行器(AUV)在水下自主航行过程中的避障问题,提出了一种基于三维成像声纳技术的前视避障方法。该方法使用三维成像声纳探测目标,通过声纳目标图像处理提取目标,完成目标的运动状态分析和轨迹预测。通过设置碰撞区域,建立避障模型和设计避障规则,实现了AUV的智能化避障。借助于其他传感器,这些关联模块构成了一个集目标探测、目标提取、轨迹预测、避障与路线回归等功能于一体的闭环系统。 展开更多

关键词 三维成像声纳 声纳图像处理 目标提取 轨迹预测 自主式水下航行器 避障

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三维成像声纳在水下工程中的应用研究 被引量：5

5

作者 程显皓 骆承树 《科技创新与应用》 2016年第6期300-300,共1页

所谓的三维成像声纳技术,就是利用声纳设备发射声波,这些声波触及到目标物以后会反射回来,系统可以根据回波对目标物进行定位和成像,这种方式与常规的旁扫有所不同,它能够直接获取水下结构的三维图像,不仅及时,而且准确,将这种技术应用... 所谓的三维成像声纳技术,就是利用声纳设备发射声波,这些声波触及到目标物以后会反射回来,系统可以根据回波对目标物进行定位和成像,这种方式与常规的旁扫有所不同,它能够直接获取水下结构的三维图像,不仅及时,而且准确,将这种技术应用于水下工程中,可以顺利完成水下探测工作。文章简述了三维成像声纳系统的构成及功能,并分析了其在水下工程中的具体应用。 展开更多

关键词 三维成像声纳 水下工程 应用

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三维成像声纳显控软件系统设计 被引量：1

6

作者 刘娜 肖雅静 《电子工业专用设备》 2017年第2期52-54,共3页

基于三维成像声纳系统的应用需求,设计了三维成像声纳的显控软件系统,并介绍了相应软件模块的设计方法,从而为三维成像声纳的显示控制系统提供一种有效的参考。

关键词 三维成像声纳 点云数据 实时显示

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随机误差及串扰对三维成像声纳的影响

7

作者 于涤非 张春华 张武 《网络新媒体技术》 2017年第6期27-34,共8页

为评估硬件系统引入的误差对三维声纳成像效果的影响,分析存在随机误差(包括幅相误差、阵元失效)时,主瓣宽度、旁瓣高度、阵增益、波束指向误差的均值并给出样本分布,推导存在串扰时的波束形成公式及分析其影响。通过仿真分析,其结果表... 为评估硬件系统引入的误差对三维声纳成像效果的影响,分析存在随机误差(包括幅相误差、阵元失效)时,主瓣宽度、旁瓣高度、阵增益、波束指向误差的均值并给出样本分布,推导存在串扰时的波束形成公式及分析其影响。通过仿真分析,其结果表明,随机误差对阵增益及成像信噪比影响较大,对主瓣宽度及波束指向精度影响较小。阵增益随随机误差的增大而显著降低,旁瓣高度均值随着随机误差的增大而显著增加,导致三维声纳成像信噪比降低。串扰对测向精度影响较小,对目标强度的测量精度产生较大影响,导致三维声纳成像的对比度会产生失真。 展开更多

关键词 水声学 三维成像声纳 波束形成 幅相误差 阵元失效 串扰

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影响三维声纳成像质量的因素分析及应用 被引量：2

8

作者 张百川 周兴华 +2 位作者 丁继胜 王方旗 徐博阳 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第6期35-39,共5页

三维成像声纳系统具有高分辨率、全方位成图的特点,正在成为水下工程精细测量的重要技术手段。根据成像原理的不同,将三维成像声纳系统划分三类,分别阐述其工作原理,针对影响三维成像声纳测量精度和分辨率的因素展开分析,并提出了测量... 三维成像声纳系统具有高分辨率、全方位成图的特点,正在成为水下工程精细测量的重要技术手段。根据成像原理的不同,将三维成像声纳系统划分三类,分别阐述其工作原理,针对影响三维成像声纳测量精度和分辨率的因素展开分析,并提出了测量时相应的应对措施。通过在海上风电桩基测量项目中的应用,验证了给出的提高测量成果质量措施的有效性以及三维成像声纳系统在水下工程精细测量中的优势。 展开更多

关键词 海洋工程 水下结构物探测 三维成像声纳 声纳图像 声点云

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手持式三维声纳实时成像系统设计

9

作者 蒋涛琳 田翔 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第12期262-266,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 三维声纳成像 手持式 嵌入式系统 实时性 OpenGLES2.0标准

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三维成像声呐在海底管道悬跨治理中的应用 被引量：4

10

作者 赵百龙 《化工装备技术》 CAS 2020年第6期56-58,共3页

海底管道铺设于海床表面以后,受海床表面凹凸不平、海水冲刷作用以及管道残余应力等因素的影响,会不可避免地出现悬跨现象,需要定期对海底管道进行检测和悬跨治理。三维成像声纳应用于海底管道悬跨治理工作中,不仅能够获取海底管道悬跨... 海底管道铺设于海床表面以后,受海床表面凹凸不平、海水冲刷作用以及管道残余应力等因素的影响,会不可避免地出现悬跨现象,需要定期对海底管道进行检测和悬跨治理。三维成像声纳应用于海底管道悬跨治理工作中,不仅能够获取海底管道悬跨情况的清晰三维图像和准确数据,同时能够实时跟踪目标物,指导悬跨治理水下作业,可以极大提高悬跨治理作业质量和效率。以渤海某海底管道悬跨治理工程为例,对三维成像声纳在海底管道悬跨治理中的应用进行了论述。 展开更多

关键词 海底管道 悬跨治理 三维成像声纳 应用

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采用分布式并行子阵波束形成的水下三维成像 被引量：2

11

作者 韩业强 田翔 陈耀武 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期368-376,共9页

针对水下三维声纳成像技术因计算负载过大而无法满足实时性需求的问题,提出一种频域分布式并行子阵波束形成算法.基于大规模二维方形平面换能器阵列,将全面阵分解成两级分布式子阵.所有一级子阵采用并行计算架构,同时进行并行波束形成;... 针对水下三维声纳成像技术因计算负载过大而无法满足实时性需求的问题,提出一种频域分布式并行子阵波束形成算法.基于大规模二维方形平面换能器阵列,将全面阵分解成两级分布式子阵.所有一级子阵采用并行计算架构,同时进行并行波束形成;一级子阵和二级子阵之间采用流水线分布式计算架构,在二级子阵中计算得出波束强度值.基于Matlab软件对该算法进行仿真测试,并与传统波束形成算法相对比.综合考虑主瓣宽度、旁瓣峰值、内存需求量和计算需求量4个参数,给出最合理的子阵分解方法.结果表明:该算法可以实现水下三维声纳成像,并且符合工程实践的实时性需求. 展开更多

关键词 水下实时三维声纳成像 分布式并行子阵 波束形成

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改进型圆面阵的快速波束形成算法设计 被引量：3

12

作者 于涤非 张春华 黄勇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期959-967,共9页

为降低基于圆面阵的三维成像声纳波束形成算法的运算量,提出改进圆面阵布阵阵型设计及优化波束方位的方法。改进型圆面阵由多条通过圆心的线阵组成,其波束形成等效于所有线阵波束形成结果的叠加;通过对波束方位进行优化,使得每一条线阵... 为降低基于圆面阵的三维成像声纳波束形成算法的运算量,提出改进圆面阵布阵阵型设计及优化波束方位的方法。改进型圆面阵由多条通过圆心的线阵组成,其波束形成等效于所有线阵波束形成结果的叠加;通过对波束方位进行优化,使得每一条线阵的波束形成过程等效为等长度的一维快速傅里叶变换运算。仿真结果表明,改进型圆面阵的波束形成运算量较直接计算显著降低。运用改进型圆面阵可显著降低三维成像声纳信号处理系统的复杂度,提高了声纳的综合性能。 展开更多

关键词 声学 三维成像声纳 圆面阵 波束形成 快速傅里叶变换

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跨海通道工程勘察与监测新技术 被引量：1

13

作者 宋士林 徐家声 尹聪 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第21期34-38,共5页

综述了目前应用在海底勘探、监测方面的高新技术及方法,探讨了其在跨海通道建设中应用的可行性。分析表明,合成孔径声纳系统、海底三维成像系统、浅地层剖面探测系统等新技术的应用,能够比目前常规的勘察及监测技术获取更全面、更准确... 综述了目前应用在海底勘探、监测方面的高新技术及方法,探讨了其在跨海通道建设中应用的可行性。分析表明,合成孔径声纳系统、海底三维成像系统、浅地层剖面探测系统等新技术的应用,能够比目前常规的勘察及监测技术获取更全面、更准确的数据,效率更高,能够为跨海通道建设勘察、通道安全运行提供新的更全面准确的手段和方法。充分运用现代高新技术手段,可以准确全面地进行跨海通道工程的勘察和监测,及时发现风险,及时评估,及时制定防控措施,保证通道安全建设和运行。 展开更多

关键词 跨海通道工程 工程勘察及监测 双频合成孔径声纳 海底三维成像声纳

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