水下目标探测中的激光技术 被引量：24

1

作者 章正宇 周寿桓 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期797-801,共5页

通过对声波与光波在水中传播特点的分析以及声、光两种探测方式的比较 ,表明了激光在水下目标探测中的独特优势和应用前景 .根据存在的问题 。

关键词 声波 激光 水下目标探测 光波

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激光水下目标探测系统信噪比分析 被引量：2

2

作者 章正宇 周寿桓 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期619-622,647,共5页

采用激光水中传输的唯像方程 ,对水下探测的信号、散射和信噪比进行了计算机模拟和分析 ,并通过提出的最佳参数匹配算法 ,实现了探测系统获得高信噪比回波的目标 .通过探测实验对接收视场角的匹配选取进行了验证 :在中等清洁水质情况下 ... 采用激光水中传输的唯像方程 ,对水下探测的信号、散射和信噪比进行了计算机模拟和分析 ,并通过提出的最佳参数匹配算法 ,实现了探测系统获得高信噪比回波的目标 .通过探测实验对接收视场角的匹配选取进行了验证 :在中等清洁水质情况下 ,最佳视场角为 3°左右 ,偏离这个值的选取将导致探测信噪比的恶化 .结果表明 ,针对不同应用环境按该算法进行系统参数的匹配选取有助于获得系统最大探测能力 . 展开更多

关键词 激光水下目标探测 信噪比 唯像方程 最佳参数匹配算法

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实用激光水下目标探测系统的设计分析 被引量：2

3

作者 章正宇 周寿桓 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期93-95,共3页

通过对搜索、测距、成像技术的分析 ,提出了一种较实用的激光水下目标探测系统模型以及工作时序 ,该系统机械结构相对紧凑 ,功能比较完善 ,充分发挥了激光探测的快速、准确、清晰。

关键词 搜索 测距 成像 激光水下目标探测系统 激光探测

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针对水下目标探测的层次化信息融合方法探究 被引量：1

4

作者 张大铭 刘靖东 梁晨光 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第21期116-119,共4页

本文介绍当前信息融合技术发展情况,并指出其在水下目标探测中的精度和有效性问题。提出一种层次化信息融合方法,给出设计方案和实验验证结果,说明该方法能够有效解决大容量、复杂信息和高精度问题,提高目标识别率。最后,本文探讨了未... 本文介绍当前信息融合技术发展情况,并指出其在水下目标探测中的精度和有效性问题。提出一种层次化信息融合方法,给出设计方案和实验验证结果,说明该方法能够有效解决大容量、复杂信息和高精度问题,提高目标识别率。最后,本文探讨了未来信息融合技术的发展与应用。 展开更多

关键词 水下目标探测 信息融合 层次化方法 先验知识

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水下目标的激光双波段探测技术

5

作者 宗思光 王江安 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第10期53-56,共4页

研究了一种采用蓝绿波段激光、红外波段激光相结合的水下双波段激光探测技术,分析了红外波段激光击穿水辐射声波应用于水下探测的基本模式、探测特点及声信号的激发机理,实验研究了激光声信号的强度、波形、频谱等特性。实验结果表明,... 研究了一种采用蓝绿波段激光、红外波段激光相结合的水下双波段激光探测技术,分析了红外波段激光击穿水辐射声波应用于水下探测的基本模式、探测特点及声信号的激发机理,实验研究了激光声信号的强度、波形、频谱等特性。实验结果表明,双波段激光复合探测模式可将空中光信道、水中声信道结合起来,具有强大的技术优势;激光声信号应用于水下探测,具有优良的脉冲特性及频谱特征。研究结果有助于推动激光在海洋中的探测应用。 展开更多

关键词 水下目标探测 蓝绿激光 激光声 光击穿

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基于随机共振的水下目标微弱回波信号增强检测

6

作者 刘振 孙纯 +2 位作者 周胜增 杜选民 孙德龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2014-2024,共11页

针对低信噪比下主动声呐探测水下目标的微弱回波信号检测难题,本文提出了一种基于随机共振的微弱回波信号增强检测方法。该方法通过建立频移变尺度随机共振系统,与输入高频微弱回波信号、随机噪声相匹配,实现微弱回波信号的共振增强;进... 针对低信噪比下主动声呐探测水下目标的微弱回波信号检测难题,本文提出了一种基于随机共振的微弱回波信号增强检测方法。该方法通过建立频移变尺度随机共振系统,与输入高频微弱回波信号、随机噪声相匹配,实现微弱回波信号的共振增强;进而利用乘积谱与谱峭度构建目标回波亮点增强检测指标,有效提升微弱回波亮点的能量集中程度,抑制杂波及虚假成分干扰。仿真结果表明:在低信噪比下,随机共振系统输出信噪比增益可达5 dB以上,微弱目标回波亮点检测结果更加直观便捷,杂波干扰得到大幅抑制。海试数据处理结果进一步验证了所提方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 主动声呐 微弱信号检测 随机共振 水下目标探测 杂波抑制 非线性双稳态系统 多普勒频移 低信噪比

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用于探测水下目标的超导磁梯度仪

7

作者 赵学 《国外舰船工程》 1999年第7期39-43,共5页

无源磁传感器为探测、搜索运动区域内的磁异常目标提供了一种手段。现行技术下由超导量子干扰装置（ＳＱＵＩＤ）组成的传感器，可以实现最高灵敏度的磁异常目标的； 种由铌块和金属丝超导元件组成的传感器由液态氨冷却到４Ｋ。已开发... 无源磁传感器为探测、搜索运动区域内的磁异常目标提供了一种手段。现行技术下由超导量子干扰装置（ＳＱＵＩＤ）组成的传感器，可以实现最高灵敏度的磁异常目标的； 种由铌块和金属丝超导元件组成的传感器由液态氨冷却到４Ｋ。已开发出一种灵敏度高、探测距离远的先进超导梯义仪样机，其传感器的特点是使用铌江膜超导元件和新的液态冷却技术。传感器使用液态拟冷却技术，可以使传感器的组装尺寸后勤保障要求和。 展开更多

关键词 超导磁梯度仪 水下目标探测 磁探测 磁传感器

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基于混沌理论的水下目标信号特征提取研究 被引量：7

8

作者 李亚安 徐德民 张效民 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期279-281,共3页

利用混沌理论对水下目标特征提取进行了研究。通过计算Lyapunov指数 ,较好的实现了对水下目标信号的特征提取。为水下目标探测和识别提供了新的理论和方法。

关键词 混沌理论 信号特征提取 水下目标探测 水声信号 声呐

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水下目标回波和混响在听觉感知特征空间的分类 被引量：2

9

作者 李秀坤 孟祥夏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1183-1187,共5页

海底混响是一种与海底底质、海洋环境及发射信号参数等多种因素有关的随机过程,它的存在给水下目标探测识别带来很大困难。鉴于人耳听觉系统在听音辨物方面独特的优越性,利用Gammatone滤波器构建人耳听觉模型,提取听觉时-频特征和听觉... 海底混响是一种与海底底质、海洋环境及发射信号参数等多种因素有关的随机过程,它的存在给水下目标探测识别带来很大困难。鉴于人耳听觉系统在听音辨物方面独特的优越性,利用Gammatone滤波器构建人耳听觉模型,提取听觉时-频特征和听觉谱特征,并讨论主动声呐掩埋目标回波和海底混响在这些特征下的可分离性,选取分离性好的特征构建特征空间,并利用径向基核函数支持向量机进行分类识别。实验结果表明,两类信号的特征具有良好的聚类性,能够获得较高的识别准确率,表明该方法能够有效地区分目标回波和混响。 展开更多

关键词 水下目标探测 目标回波 海底混响 Gammatone滤波器 听觉感知特征 特征空间 支持向量机

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基于MEMS加速度计的水下目标触发探测器

10

作者 张小瑜 梁军利 +2 位作者 蔡鹏 陈银凤 贺云飞 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第3期315-322,共8页

定向起爆技术在自主攻击型水下航行器上的应用,需要水下目标触发探测器能够提供目标方位信息;同时,为了应对不同性质的水下目标,需要水下目标触发探测器能够随时更改触发阈值。现有的以机械式惯性开关作为敏感部件的水下目标触发探测器... 定向起爆技术在自主攻击型水下航行器上的应用,需要水下目标触发探测器能够提供目标方位信息;同时,为了应对不同性质的水下目标,需要水下目标触发探测器能够随时更改触发阈值。现有的以机械式惯性开关作为敏感部件的水下目标触发探测器无法感知目标方位、无法更改触发阈值。基于此,文中采用微机电系统(MEMS)加速度计作为惯性敏感部件,并与嵌入式微处理器技术结合,设计了一种基于MEMS加速度计的水下目标触发探测器。分析了输入信号的特性,规划了输出信号形式,介绍了水下目标触发探测器的总体技术方案及软、硬件实现途径,并对原理样机进行了几种典型工况下的功能试验。试验结果表明,基于MEMS加速度计的水下目标触发探测器技术方案有效、可行,能够实现感知和输出目标方位信息、在线更改触发阈值的功能。 展开更多

关键词 水下航行器 水下目标触发探测器 微机电系统加速度计 定向起爆

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水下实时综合电磁探测系统设计

11

作者 陈家林 徐灏 +2 位作者 袁奕博 刘兰军 连波超 《水下无人系统学报》 2023年第4期600-606,共7页

针对目前水下目标电磁探测系统探测物理量单一、实时性差、综合适应能力弱等问题,文中采用超低噪声信号检测和放大、自动增益控制等技术,研制了一套水下实时综合电磁探测系统,实现了高精度、宽动态范围的电磁信号采集、存储及网络实时... 针对目前水下目标电磁探测系统探测物理量单一、实时性差、综合适应能力弱等问题,文中采用超低噪声信号检测和放大、自动增益控制等技术,研制了一套水下实时综合电磁探测系统,实现了高精度、宽动态范围的电磁信号采集、存储及网络实时传输。实验室环境测试验证了该系统具备电磁场信号的高精度采集和实时传输能力,电场通道本底噪声为2 nV/√Hz@1 Hz,磁场通道本底噪声为0.12μV/√Hz@1 Hz,网络实时传输速率为6.32 MB/s。 展开更多

关键词 水下目标探测 电磁探测 超低噪声信号检测 实时综合观测

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基于特征增强与损失优化的水下遮挡目标检测算法 被引量：2

12

作者 陈亮 杨羽翼 +3 位作者 张剑 吴亮红 时慧晶 彭辉 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期109-115,共7页

针对水下探测机器人在海洋作业时由于目标密集、形态重叠等原因容易产生误检、漏检的问题,提出一种基于特征增强与损失优化的水下遮挡目标检测算法。算法以YOLOv4骨干网络为基础,首先在随机通道上引入邻域融合的残差结构模块,通过通道... 针对水下探测机器人在海洋作业时由于目标密集、形态重叠等原因容易产生误检、漏检的问题,提出一种基于特征增强与损失优化的水下遮挡目标检测算法。算法以YOLOv4骨干网络为基础,首先在随机通道上引入邻域融合的残差结构模块,通过通道注意力机制,提升通道的信息交互能力;其后,利用α-IoU优化CIoU-Loss损失函数,并采用真值排斥因子与预测排斥因子改进坐标回归损失函数,提高目标位置回归的精度;最后,针对水下图像数据干扰信息多的问题,采用基于密集度引导的自适应非极大值抑制方法完成对输出信息的处理,提升目标检测的召回率。通过对水下海洋生物的检测实验,算法在通用场景与密集遮挡场景下目标探测的mAP值分别提高了1.43%和4.4%,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 水下目标探测 YOLOv4 遮挡目标 通道注意力 损失函数优化

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基于UUV的目标非声探测技术发展及趋势分析 被引量：1

13

作者 李阁阁 贾世鲲 +3 位作者 赵海侗 兰世泉 孙通帅 杨绍琼 《水下无人系统学报》 2023年第4期510-520,共11页

以自主水下航行器、水下滑翔机等为代表的无人水下航行器(UUV)在水下目标探测方面,具有成本低、隐蔽性好、机动性高、灵活组网部署易等优势。随着消声技术的发展和成熟化应用,潜艇等大型水下航行器的自噪声已接近海洋背景噪声,单一依靠... 以自主水下航行器、水下滑翔机等为代表的无人水下航行器(UUV)在水下目标探测方面,具有成本低、隐蔽性好、机动性高、灵活组网部署易等优势。随着消声技术的发展和成熟化应用,潜艇等大型水下航行器的自噪声已接近海洋背景噪声,单一依靠声波信息进行水下目标探测的技术已不再具有普适化优势,光、电、磁等非声探测技术已逐步显示出优越性。发挥UUV的航行优势,搭载光、电、磁等非声探测传感器,开展目标发现的尝试已逐步成为新的发展和应用方向。文章在分析总结当前UUV已搭载的非声探测传感器的种类、原理和应用情况的基础上,指出了磁异探测、激光探测、电场探测、重力梯度探测和生物探测等主要研究方向和进展,归纳了当前基于UUV开展非声探测的关键技术问题和技术难点,并对发展方向进行了展望,为非声探测技术的提升提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 无人水下航行器 水下目标探测 非声探测

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基于航空瞬变电磁法的水下高导体探测方法

14

作者 李丁山 屈文璋 +8 位作者 许诚 栾晓东 孙溥 姚斌 冉启顺 潘笑 卓贤军 郭锐 闫建峰 《水下无人系统学报》 2023年第4期607-613,共7页

随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低。经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力。文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置... 随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低。经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力。文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置形式求得时间域垂直磁场响应公式,通过构建海水—高导电层—海水—海底岩石层状模型,研究了不同目标层深度及不同收发高度下一维模型中垂直磁场响应特征;并基于三维时域有限体积法对水下高导长方体进行正演计算,获得接收线圈中心处d Bz/dt的衰减曲线。一、三维仿真结果均表明:当海水中存在高导电率目标体时,其垂直磁场响应特征与无目标存在时有明显差异。反演成像中,利用高斯白噪声合成不同信噪比的仿真数据,结合OCCAM反演算法对水下目标体进行一维计算,对比不同信噪比下水中目标检测效果。结果显示:当信噪比大于等于10 dB时,水中存在的高导电层可以被有效检测;当达到40 dB时,高导电层的深度及厚度信息也有较好地判断。最后,在40 dB的信噪比下,将高导电层电阻率值按比例减小,发现该方法仍对目标层的深度信息有明显的反应。综合以上正演及反演计算过程,有效验证了该方法在水下高导体探测领域的可行性。 展开更多

关键词 航空瞬变电磁法 水下目标探测 中心回线装置 时域有限体积法 OCCAM算法 高斯白噪声

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一种基于光学的水表面微波跨介质探测方法

15

作者 方尔正 李宗儒 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期332-338,共7页

水下声信号的传播和探测研究主要集中在散射、反射和传播损失等方面,而对其在水面引起的波动关注较少。本文在理论上推导了在水下平面波入射在水-空气界面激励的水表面微波与声源强度和频率的关系。这种水表面微波的振幅在纳米级别,振... 水下声信号的传播和探测研究主要集中在散射、反射和传播损失等方面,而对其在水面引起的波动关注较少。本文在理论上推导了在水下平面波入射在水-空气界面激励的水表面微波与声源强度和频率的关系。这种水表面微波的振幅在纳米级别,振动频率和水下平面波的频率相同,在水-空气界面的扩散距离则随频率的升高而强烈衰减。基于水表面微波的特性,结合激光探测的工作原理,设计了一套跨介质水下目标检测系统。并为该系统可能受到的低频海浪噪声干扰和反射干扰提供了应对方式。仿真结果表明:该系统分辨率高,具有隐蔽性、易于维护性、无接触性等特点,对低频声源的检测效果较好。该方法结合了声波在水中和光波在空气中传播各自的优点,有望成为水下目标检测的一种新手段。 展开更多

关键词 水下声源 水下振动源 水表面微波 振动探测 水下目标探测 激光探测 电磁波探测 跨介质探测

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水下电场测量技术研究综述 被引量：1

16

作者 陈凯 罗贤虎 +3 位作者 苏建业 孙珍 田稷 邓显明 《水下无人系统学报》 2023年第4期527-544,共18页

水下电场具有场源复杂、动态范围大、频带宽的特征,高精度观测难度大,对观测方式、测量传感器、仪器装备和信号处理方法均提出了较高要求。水下电场测量技术广泛应用于水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋等多个学... 水下电场具有场源复杂、动态范围大、频带宽的特征,高精度观测难度大,对观测方式、测量传感器、仪器装备和信号处理方法均提出了较高要求。水下电场测量技术广泛应用于水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋等多个学科领域。文中简要回顾了水下电场测量技术发展历程;总结了国内外研究现状;归纳了水下电场测量技术研究中的关键问题与难点;综述了水下电场测量技术相关设备、平台和信号处理方法;分别列举了在水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋观测等多个学科领域代表性的应用案例;分析了当前水下测量技术存在的问题与不足;在此基础上展望了技术发展前景,提出了部分建设性建议。 展开更多

关键词 水下电场测量 水下目标探测 电场传感器 斩波放大器

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稀疏似p范数变步长LMS的水下多径抑制算法 被引量：2

17

作者 冯西安 姜冰磊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期857-862,共6页

针对稀疏似p范数LMS算法存在收敛速度较慢、失调误差较大的不足,本文在建立浅海环境中离散多径干扰模型的基础上,提出一种变步长稀疏似p范数LMS算法,采用与误差有关的函数值来调整零吸引项,同时使用改进的Sigmoid函数变化自适应迭代步... 针对稀疏似p范数LMS算法存在收敛速度较慢、失调误差较大的不足,本文在建立浅海环境中离散多径干扰模型的基础上,提出一种变步长稀疏似p范数LMS算法,采用与误差有关的函数值来调整零吸引项,同时使用改进的Sigmoid函数变化自适应迭代步长。数值仿真表明:与经典LMS算法和已有的稀疏似p范数LMS算法相比,该算法具有良好的干扰抑制效果,同时具有较快的收敛速度和较小的稳态误差。 展开更多

关键词 水下目标探测 离散多径模型 变步长LMS 稀疏似p范数 LMS算法 SIGMOID函数

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阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响及补偿技术 被引量：1

18

作者 王思秀 《电讯技术》 北大核心 2018年第2期145-151,共7页

针对拖曳阵阵形畸变导致的目标检测不准确问题,首先,分析了阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响,并论证了利用实际阵形在垂直方向形成的孔径实现对目标深度信息提取可行性;然后,依据拖线阵中姿态与深度传感器监测数据,提出一种基于阵形... 针对拖曳阵阵形畸变导致的目标检测不准确问题,首先,分析了阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响,并论证了利用实际阵形在垂直方向形成的孔径实现对目标深度信息提取可行性;然后,依据拖线阵中姿态与深度传感器监测数据,提出一种基于阵形自动拟合的三维补偿技术;最后,通过三维补偿技术修正导向矢量,降低导向矢量与协方差矩阵之间不匹配度,解决阵形畸变所导致的目标检测不准确问题。数值仿真结果表明,对畸变阵形进行三维阵形估计和补偿,实现了对未知目标的三维探测,且避免了标校声源对拖线阵实时探测目标的影响,便于工程应用。 展开更多

关键词 水下目标探测 拖线阵 阵形畸变 深度信息提取 三维补偿 三维探测

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海洋实时电磁探测采集系统设计

19

作者 刘兰军 陈俊 +1 位作者 陈家林 黎明 《现代电子技术》 2023年第15期1-8,共8页

海洋电磁探测是水下目标非声探测的研究热点。针对水下目标电磁探测的实时计算和高速传输需求,提出一种基于SoC FPGA的海洋实时电磁探测采集系统(ROEM/SoC FPGA)。系统主控采用内嵌ARM Cortex⁃A9处理器的SoC FPGA,包括HPS端和FPGA端。HP... 海洋电磁探测是水下目标非声探测的研究热点。针对水下目标电磁探测的实时计算和高速传输需求,提出一种基于SoC FPGA的海洋实时电磁探测采集系统(ROEM/SoC FPGA)。系统主控采用内嵌ARM Cortex⁃A9处理器的SoC FPGA,包括HPS端和FPGA端。HPS端搭建基于嵌入式Linux操作系统的系统软件,实现多通道电磁数据的时频分析和实时传输,时频分析采用短时傅里叶变换方法,实时传输采用基于MQTT和TCP/IP的网络传输;FPGA端搭建数字逻辑实现多通道电磁数据同步采集;FPGA端与HPS端通过AXI总线互联。与传统的“低功耗MCU+FPGA”电磁探测采集系统相比,具有较强的数据实时计算和传输能力,测试结果表明,设计的ROEM/SoC FPGA系统能够有效完成多通道电磁数据的时频分析和网络传输,对采样率为125 Hz的10 min单通道电磁场数据的时频分析计算耗时约为2634 ms,网络传输速率可达14.5 MB/s,可以满足水下目标电磁探测的应用需求。 展开更多

关键词 海洋电磁探测 水下目标探测 SoC FPGA LINUX操作系统 时频分析 短时傅里叶变换 网络传输 实时计算

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无人平台自主探测声呐的发展现状和展望 被引量：13

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作者 郝宇 邱龙皓 +2 位作者 邹男 王燕 梁国龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1347-1354,共8页

无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以... 无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以“基于矢量水听器阵的无人平台远程主被动自主探测系统”为例,给出了具体应用,介绍了静态目标、运动目标以及主动工作模式下的外场试验结果。最后从智能化、模块化、协同化、编队化4个方面展望了无人平台自主探测声呐的未来发展趋势。 展开更多

关键词 无人声呐 自主探测声呐 水下目标探测 无人化 无人系统 无人水下潜航器 无人水面艇 水下战

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