三维全景成像声呐系统在水下细部结构检测中的应用 被引量：35

1

作者 杨志 王建中 +2 位作者 范红霞 朱立俊 洪思远 《水电能源科学》 北大核心 2015年第6期59-62,47,共5页

鉴于三维全景成像声呐系统的技术优势,介绍了其组成部分、工作原理、技术要点和应用范围,并将其应用于泵站、码头桩柱、崩岸岸坡等典型实例的现场检测中。结果表明,该系统成像速度快、图像清晰、监测效率高,能准确展示探测目标的水下三... 鉴于三维全景成像声呐系统的技术优势,介绍了其组成部分、工作原理、技术要点和应用范围,并将其应用于泵站、码头桩柱、崩岸岸坡等典型实例的现场检测中。结果表明,该系统成像速度快、图像清晰、监测效率高,能准确展示探测目标的水下三维结构,可有效规避采用潜水员探摸的安全风险和传统声呐扫描效果差的缺陷。同时,该系统还能够在含沙量大、能见度低的水域环境中工作,具有较好的适用性和推广性。 展开更多

关键词 声呐 三维全景成像 BV5000-1350三维声呐系统 水工建筑物 细部结构 检测

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点云投影结合轻量化卷积神经网络实现三维成像声呐快速目标分类

2

作者 任露露 尹力 +2 位作者 巩文静 李宝奇 黄海宁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期47-57,共11页

三维成像声呐的成像结果是三维点云,基于点云的三维成像声呐目标分类方法具有网络结构复杂、计算量大的特点。针对这一问题提出了一种将三维成像声呐成像结果从三维点云投影至二维图像的方法,并且使用轻量化卷积神经网络实现了三维成像... 三维成像声呐的成像结果是三维点云,基于点云的三维成像声呐目标分类方法具有网络结构复杂、计算量大的特点。针对这一问题提出了一种将三维成像声呐成像结果从三维点云投影至二维图像的方法,并且使用轻量化卷积神经网络实现了三维成像声呐快速目标分类。该方法首先对三维成像声呐波束形成后的波束域数据进行最大值滤波和阈值滤波,以降低点云数据维度;接着,依据三维成像声呐的波束方向,将点云投影为深度图和强度图,分别保存点云的位置信息和强度信息;然后,利用深度图和强度图分别作为第一个通道和第二个通道构建混合通道图,将混合通道图作为目标分类网络的输入,从而将三维点云的目标分类问题转换为二维图像的目标分类问题;最后使用MobileNetV2网络实现了三维成像声呐快速目标分类。实验结果表明,提出的投影方法可以用二维图像分类网络完成三维成像声呐点云的目标分类任务;而且训练过程中混合通道图比单独的深度图和强度图收敛速度更快,结合目标分类网络可以实时进行目标分类,在真实数据集上分类正确率达到了91.13%。 展开更多

关键词 三维成像声呐 波束形成 声呐图像处理 目标分类

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小平台三维成像声呐显示系统实现 被引量：1

3

作者 徐剑 周天 +1 位作者 李海森 么彬 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第5期566-569,581,共5页

为了满足小平台声呐声学三维成像的需要,并对海底地形进行估计,提出了一种以OMAP5912双核处理芯片为核心处理器,基于DSP内核实时实现的多子阵幅度-相位联合检测算法.利用ARM内核自主开发了三维显示函数库,实现了基于LCD的海底地形信息... 为了满足小平台声呐声学三维成像的需要,并对海底地形进行估计,提出了一种以OMAP5912双核处理芯片为核心处理器,基于DSP内核实时实现的多子阵幅度-相位联合检测算法.利用ARM内核自主开发了三维显示函数库,实现了基于LCD的海底地形信息三维重构显示,并利用QT/E设计了人机交互界面.此小平台三维成像声呐系统在松花湖外场实验过程中性能稳定,能够有效完成湖底三维地形信息的伪彩显示,充分验证了该方法的有效性、实用性与优越性. 展开更多

关键词 小平台声呐 三维重构 OMAP5912芯片 嵌入式LINUX 三维成像函数库 QT/E设计 湖底三维地形信息 伪彩显示

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基于稀疏布阵的实时三维成像声纳系统 被引量：11

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作者 王朋 张扬帆 +2 位作者 黄勇 刘纪元 黄海宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期843-851,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 水声成像 声纳信号处理 三维成像声呐

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三维成像声呐的设计与实现 被引量：7

5

作者 桑恩方 张小平 苏龙滨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2003年第3期241-244,共4页

讨论了一个三维成像声呐的系统结构、成像原理及其软件、硬件设计与实现中遇到的有关技术问题.由于采用了二维面阵,该系统可以在一次发射中获取一系列二维回波序列图像,处理单元则据此二维序列图像合成完整的三维声像.本系统的二维面阵... 讨论了一个三维成像声呐的系统结构、成像原理及其软件、硬件设计与实现中遇到的有关技术问题.由于采用了二维面阵,该系统可以在一次发射中获取一系列二维回波序列图像,处理单元则据此二维序列图像合成完整的三维声像.本系统的二维面阵由16×8个基元构成,跟随有128通道信号调节器(放大、滤波、自动增益控制等),其后是128通道并行A/D转换器和缓存.该128路并行数据经并/串转换及接口,通过光纤传至水上单元,经由水上单元的PC机及DSP处理器进行三维图像重建及显示.软件由三维成像模型及并行波束形成和聚焦算法构成.虽然该系统是为水下机器人声视觉而设计的,其在海洋工程和水下防卫中具有广泛的应用价值. 展开更多

关键词 三维成像声呐 DSP处理器 声视觉

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微光增强型电荷耦合装置成像系统三维噪声模型及其测量分析 被引量：4

6

作者 李升才 徐宗昌 肖顺旺 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期463-466,共4页

为了方便地计算三维噪声,提出了一种新的三维噪声计算方法,该方法对离散型微光成像系统三维噪声测量和质量评价具有十分重要的实用价值。利用微光成像系统三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,测量了微光增强型电荷耦合装置(ICCD)成... 为了方便地计算三维噪声,提出了一种新的三维噪声计算方法,该方法对离散型微光成像系统三维噪声测量和质量评价具有十分重要的实用价值。利用微光成像系统三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,测量了微光增强型电荷耦合装置(ICCD)成像系统在四种照度条件下的三维噪声,并对结果进行了分析。分析结果与微光ICCD成像系统实际性能相吻合。 展开更多

关键词 电子技术 夜视技术 三维噪声 空间噪声 时间噪声 信噪比 微光成像系统

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基于VR技术的室内空间布局三维模拟成像系统设计 被引量：6

7

作者 杨曙光 《现代电子技术》 2021年第8期109-113,共5页

为优化室内空间布局,获取高精度三维立体空间结构信息,设计基于VR技术的室内空间布局三维模拟成像系统,该系统由室内空间布局平面图像采集模块、平面图像预处理模块以及VR三维模拟成像模块共同组成。图像采集模块利用鱼眼相机及相关电... 为优化室内空间布局,获取高精度三维立体空间结构信息,设计基于VR技术的室内空间布局三维模拟成像系统,该系统由室内空间布局平面图像采集模块、平面图像预处理模块以及VR三维模拟成像模块共同组成。图像采集模块利用鱼眼相机及相关电子学单元采集室内空间布局平面图像,经由平面图像预处理模块进行分辨率调整与模板拼接等预处理后,传输至VR三维模拟成像模块内。VR三维模拟成像模块通过平面图像进行空间标定,估算三维视觉空间提取室内三维空间中的坐标信息与颜色信息,获取室内空间布局视觉特征;构建室内空间布局三维几何模型,通过色彩与光线等渲染获取具有高级别质感的成像效果。仿真结果显示该系统成像的视觉效果与效率均优于对比系统,具有较好应用性。 展开更多

关键词 室内空间布局 三维模拟成像 VR技术 图像预处理 几何建模 系统设计

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三维成像声呐图像重建研究 被引量：8

8

作者 刘天宝 吴晓潭 +2 位作者 黄勇 刘纪元 王保臣 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期358-361,共4页

针对成像声呐领域中水下目标探测、识别等问题,基于三维探测声呐2304通道波束形成数据,研究三维成像声呐可视化方法,仿真了三维点云重构算法,并根据实际应用需求,在设备实现中改进了算法,使其在实际环境中可动态调节阈值,优化成像效果... 针对成像声呐领域中水下目标探测、识别等问题,基于三维探测声呐2304通道波束形成数据,研究三维成像声呐可视化方法,仿真了三维点云重构算法,并根据实际应用需求,在设备实现中改进了算法,使其在实际环境中可动态调节阈值,优化成像效果。水池、湖试实验表明:以该可视化方法为基础的三维探测声呐可正确显示目标位置、形态;且在混响环境中对复杂探测目标有良好的重构效果;同时通过与二维声呐图像对比,进一步验证了该三维声呐在轮廓识别方面的优越性。 展开更多

关键词 成像声呐 三维重构 可视化方法

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多波束和三维声呐在水下构筑物基础冲刷检测中的综合应用 被引量：13

9

作者 陈雷 王春亮 +2 位作者 黄家勇 李治朋 王广原 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第S02期126-129,共4页

本文主要介绍了多波束测深系统和三维声呐图像扫侧系统的测试方法,并结合工程实例,对风机基础和海上升压站基础冲刷状况进行了检测。多波束测深系统可以通过综合应用,获取目标区域高精度水深数据与点位,生成反映海底地貌特征的三维立体... 本文主要介绍了多波束测深系统和三维声呐图像扫侧系统的测试方法,并结合工程实例,对风机基础和海上升压站基础冲刷状况进行了检测。多波束测深系统可以通过综合应用,获取目标区域高精度水深数据与点位,生成反映海底地貌特征的三维立体图像,有助于更加直观详细了解风机基础周围冲刷范围半径,以及最大冲刷深度、冲刷现状等信息;三维声呐扫测技术可呈现风电基础周围海底地形的高分辨率的二维平面图像,可直观掌握风机附属电缆的敷设状态、量化确定电缆悬空长度和电缆裸漏长度,以及升压站基础的冲刷状态的动态监测;通过多波束和三维声呐技术的综合应用,可更加直观详细了解基础的冲刷情况,为海上风机基础和升压站基础冲刷防护处理和安全性评估提供可靠的基础数据支撑。 展开更多

关键词 多波束扫测系统 三维成像声呐系统技术 基础冲刷 应用研究

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相控阵三维声呐信号采集与处理系统 被引量：1

10

作者 林键 黄轶伦 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期282-284,共3页

高精度三维成像声呐的实现需要完成大规模信号同步采集和海量数据并行计算,为此,提出基于现场可编程逻辑门阵列的并行计算系统。在使用同源时钟的前提下,利用Spartan-3对平面阵2304路换能器信号进行同步采样,通过离散傅里叶变换降采样... 高精度三维成像声呐的实现需要完成大规模信号同步采集和海量数据并行计算,为此,提出基于现场可编程逻辑门阵列的并行计算系统。在使用同源时钟的前提下,利用Spartan-3对平面阵2304路换能器信号进行同步采样,通过离散傅里叶变换降采样以减小采样数据规模,采用Virtex-5重新计算换能器权重以降低运算量,使用分步的波束形成算法以减小系统所消耗的存储器规模,同时在PC上实现三维图像实时显示。实验结果证明了该系统的可行性。 展开更多

关键词 三维声呐 声学成像 波束形成 现场可编程门阵列

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宽带多波束渔用声呐显控系统设计及关键技术研究 被引量：1

11

作者 宗艳梅 唐学大 +2 位作者 楚树坡 谌志新 李国栋 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2023年第4期500-512,共13页

针对宽带多波束渔用声呐实时探测数据量大、处理数据慢等特点,设计了一种宽带多波束渔用声呐显控系统。该系统采用控制层、显示层和数据层3层架构设计,运用多线程技术实时处理数据,并采用多种插值方法实现声呐图像可视化。经过试验对比... 针对宽带多波束渔用声呐实时探测数据量大、处理数据慢等特点,设计了一种宽带多波束渔用声呐显控系统。该系统采用控制层、显示层和数据层3层架构设计,运用多线程技术实时处理数据,并采用多种插值方法实现声呐图像可视化。经过试验对比分析,声呐图像采用双立方插值算法其PSNR值为29.36 dB,可视化效果较好。为进一步提高声呐图像分辨率,采用中值滤波、均值滤波、双边滤波及高斯滤波算法对声呐图像进行去噪效果对比,其PSNR值分别为29.67 dB、28.66 dB、27.64 dB、28.09 dB,结果表明,中值滤波算法去噪效果较好。通过反复试验和论证,本系统可实时高效探测目标信息,可作为宽带多波束渔用声呐设备的显控软件,具有较强的实用价值。 展开更多

关键词 宽带多波束技术 声呐图像插值 声呐图像滤波 渔用声呐显控系统

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自适应抵消技术船舶综合声呐系统 被引量：1

12

作者 朱开波 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第6期115-117,共3页

船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,... 船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,影响声呐系统的信号精度。本文研究的主要内容是船舶声呐系统的噪声控制,采用自适应抵消技术和自适应滤波器技术,设计新型的船舶综合声呐系统,并对该系统的工作原理和工作流程进行了详细介绍。 展开更多

关键词 声呐系统 自适应抵消技术 滤波器 精度控制

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三维成像声呐平面基阵稀疏化目标函数的设计

13

作者 于涤非 张春华 黄勇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期164-169,共6页

为使具有稀疏阵的三维成像声呐在成像信噪比、角分辨率及稳定性方面均具有良好的性能,提出包含主副瓣比、旁瓣高度和、主瓣宽度、通道间幅相误差4个因素的评价函数。改进优化过程,在保证阵增益、降低阵元失效影响的同时,使优化结果对幅... 为使具有稀疏阵的三维成像声呐在成像信噪比、角分辨率及稳定性方面均具有良好的性能,提出包含主副瓣比、旁瓣高度和、主瓣宽度、通道间幅相误差4个因素的评价函数。改进优化过程,在保证阵增益、降低阵元失效影响的同时,使优化结果对幅相误差不敏感。通过对不同优化过程及实验结果进行分析,验证提出的目标函数可以使三维成像声呐具有更好的综合性能。 展开更多

关键词 水声和海洋声学 三维成像声呐 稀疏抽取 波束形成 目标函数

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波形分集MIMO成像声呐技术研究 被引量：3

14

作者 滕婷婷 孙大军 +1 位作者 刘鑫 田原 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期581-587,共7页

为使成像声呐方位分辨率在工作频率和基阵孔径确定的情况下进一步提高,文中将MIMO雷达通信技术引入声呐成像领域,通过发射正交波形,使等效接收孔径大于实际接收孔径,从而提高方位分辨率和抗混响能力.通过计算机仿真和构建2发18收的MIMO... 为使成像声呐方位分辨率在工作频率和基阵孔径确定的情况下进一步提高,文中将MIMO雷达通信技术引入声呐成像领域,通过发射正交波形,使等效接收孔径大于实际接收孔径,从而提高方位分辨率和抗混响能力.通过计算机仿真和构建2发18收的MIMO成像声呐水池试验系统,利用MIMO声呐近场聚焦宽带波束形成成像算法,基于2种正交波形验证了MIMO成像声呐能够使目标的-3 dB波束宽度减小一半,提高方位分辨率,且使目标成像强度增加约6 dB,提高了抗混响能力. 展开更多

关键词 MIMO技术 成像声呐 方位分辨率 近场聚焦宽带波束形成

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基于三维成像技术的激光图像处理系统

15

作者 郭亮 郭毅 《激光杂志》 北大核心 2020年第1期113-117,共5页

采用图像处理技术处理后的激光三维图像能够显著提升图像精度,为刑事侦查、工业部件生产提供可靠的图像依据。通过设计基于三维成像技术的激光图像处理系统解决三维成像技术精度低、耗时长的问题。系统主要包括激光三维成像模块、DDR外... 采用图像处理技术处理后的激光三维图像能够显著提升图像精度,为刑事侦查、工业部件生产提供可靠的图像依据。通过设计基于三维成像技术的激光图像处理系统解决三维成像技术精度低、耗时长的问题。系统主要包括激光三维成像模块、DDR外接存储模块、FPGA模块、上位机等部分;激光三维成像模块增加转镜获取高精度的激光三维图像,DDR外接存储模块负责存储激光数据,分散FPGA模块资源损耗,通信电路模块负责传输DSP和上位机、DSP和FPGA之间的激光数据;软件部分依据激光三维成像原理获取激光数据,基于OpenGL软件接口重构激光三维图像表面。实验结果显示,系统成像精度高,处理激光三维图像效率和可靠性强,在激光三维图像处理方面的应用前景广阔。 展开更多

关键词 三维成像技术 激光图像 外接存储 数据传输 重构 处理系统

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成像声呐在人工鱼礁建设中的应用 被引量：6

16

作者 张进 沈蔚 +6 位作者 韩军 袁俊 陈德慧 张静雯 章守宇 李勇攀 曾旭 《江苏农业科学》 CSCD 北大核心 2012年第8期370-371,372,共3页

由于测深侧扫声呐系统(C3D)和双频声学识别声呐(DIDSON)在浑浊的水体中具有极高的图像分辨率,近年已被广泛应用于渔业生产中。本文针对人工鱼礁建设的规划设计阶段、施工验收阶段的水下声呐探测进行了相关研究,解决了投放区水下地形探... 由于测深侧扫声呐系统(C3D)和双频声学识别声呐(DIDSON)在浑浊的水体中具有极高的图像分辨率,近年已被广泛应用于渔业生产中。本文针对人工鱼礁建设的规划设计阶段、施工验收阶段的水下声呐探测进行了相关研究,解决了投放区水下地形探测和人工鱼礁水下调查及稳定性探测的一系列问题,实践证明高分辨率水下声呐数据为人工鱼礁的设计、投放、监测等工作提供了十分有效的支持,提高了鱼礁的建设效率。 展开更多

关键词 人工鱼礁 成像声呐 测深侧扫声呐系统 双频声学识别声呐

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基于旋转多元阵列探测器的快速光声成像系统 被引量：8

17

作者 谭毅 何军锋 +1 位作者 任亚杰 姚军财 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期300-302,共3页

为了快速得到高质量的光声重建图像,采用旋转多元线性阵列探测器,可改善投影不均匀的影响,重建复杂吸收体的光声像。由旋转不同角度数的光声像的仿真和实验表明,利用多元线性阵列探测器旋转扫描的光声像,能够更好地反映生物组织的光学... 为了快速得到高质量的光声重建图像,采用旋转多元线性阵列探测器,可改善投影不均匀的影响,重建复杂吸收体的光声像。由旋转不同角度数的光声像的仿真和实验表明,利用多元线性阵列探测器旋转扫描的光声像,能够更好地反映生物组织的光学吸收分布。该系统有望为组织的在体功能成像提供一种更方便快捷的装置和方法。 展开更多

关键词 医用光学与生物技术 光声成像 多元线性阵列探测器 旋转扫描系统 相控聚焦

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圆周合成孔径声呐技术综述 被引量：5

18

作者 杜选民 曾赛 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期323-333,共11页

圆周合成孔径声呐(Circular Synthetic Aperture Sonar,CSAS)具有亚波长量级的二维分辨率、三维成像能力和全方位观测能力,在水下威胁目标查证、战场环境侦察等领域具有广阔的应用前景。文章分析了CSAS成像原理及分辨率,对国内外CSAS试... 圆周合成孔径声呐(Circular Synthetic Aperture Sonar,CSAS)具有亚波长量级的二维分辨率、三维成像能力和全方位观测能力,在水下威胁目标查证、战场环境侦察等领域具有广阔的应用前景。文章分析了CSAS成像原理及分辨率,对国内外CSAS试验研究进展进行了综述,对CSAS成像算法、运动补偿、三维成像和后置处理等关键技术进行了分析,总结归纳了CSAS成像技术存在的问题,并对CSAS未来的发展进行了展望。 展开更多

关键词 圆周合成孔径声呐(CSAS) 层析成像 运动补偿 三维成像

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拖曳线列阵声呐数据录取系统的设计与实现 被引量：1

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作者 华香凝 段发阶 +4 位作者 蒋佳佳 陈劲 李彦超 李宸阳 李骥 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第10期3022-3025,3029,共5页

为了满足拖曳线列阵声呐系统数据传输实时性高、数据量大的要求,设计了一种基于PCI总线的数据录取系统。硬件方面,系统采用PCI9054高效率DMA传输技术与外扩大容量FIFO相结合的方案,实现了高速、连续的声呐数据传输;软件方面,系统结合基... 为了满足拖曳线列阵声呐系统数据传输实时性高、数据量大的要求,设计了一种基于PCI总线的数据录取系统。硬件方面,系统采用PCI9054高效率DMA传输技术与外扩大容量FIFO相结合的方案,实现了高速、连续的声呐数据传输;软件方面,系统结合基于双层乒乓结构的内存映射文件和多线程技术实现了数据的实时存储、处理及显示。模拟及现场实验结果表明,该录取系统能稳定、可靠地实现声呐数据的实时存储、波形回显等功能,能满足大规模声呐系统数据录取的要求。 展开更多

关键词 拖曳线列阵 声呐 数据录取系统 双层乒乓结构内存映射 多线程技术

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系统参数对双基地声呐定位性能的影响 被引量：2

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作者 张小凤 赵俊渭 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期36-40,共5页

提出一种单纯基于声波到达时间TOL(Time Only Localization)的双基地声呐定位算法,给出了该算法的原理和误差分布.通过数值仿真,研究了基线长度、站址测量误差和声速波动等系统参数对双基地TOL算法定位性能的影响,为多基地声呐体制的建... 提出一种单纯基于声波到达时间TOL(Time Only Localization)的双基地声呐定位算法,给出了该算法的原理和误差分布.通过数值仿真,研究了基线长度、站址测量误差和声速波动等系统参数对双基地TOL算法定位性能的影响,为多基地声呐体制的建立提供了理论依据. 展开更多

关键词 系统参数 双基地声呐 定位性能 TOL算法 电子对抗技术

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