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水下光学图像处理研究进展 被引量:25
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作者 郭银景 吴琪 +2 位作者 苑娇娇 侯佳辰 吕文红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期426-435,共10页
水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据。在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进... 水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据。在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进展,重点论述了基于成像模型的图像复原方法和图像增强方法两个最为活跃的研究方向的研究现状。根据水下光学图像处理研究热点,分别从考虑光的前向折射,水下成像模型和图像增强算法结合,引入相关领域新型算法和提高图像处理实时性的角度,展望了水下光学图像处理研究的发展趋势。 展开更多
关键词 图像处理 水下成像 图像清晰化算法 图像复原 图像增强
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基于人工势场法的AUV避障算法研究综述 被引量:31
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作者 郭银景 刘琦 +2 位作者 鲍建康 徐锋 吕文红 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第4期16-23,共8页
简述了人工势场法的概念,分析了人工势场法的引力和斥力势场模型,指出了人工势场法在应用中存在的水下复杂环境问题、目标不可达问题、局部极小值问题;从考虑复杂障碍物因素和海流因素两方面阐述了水下复杂环境问题的研究现状,从对势场... 简述了人工势场法的概念,分析了人工势场法的引力和斥力势场模型,指出了人工势场法在应用中存在的水下复杂环境问题、目标不可达问题、局部极小值问题;从考虑复杂障碍物因素和海流因素两方面阐述了水下复杂环境问题的研究现状,从对势场函数进行重新定义或对斥力势场函数进行修正两方面阐述了目标不可达问题的研究现状,从设置虚拟引导点等方面阐述了局部极小值问题的研究现状,并且阐述了几种组合避障算法的研究现状;从构造更完善的势场函数模型、考虑复杂海流因素影响、算法融合以及在算法中加入路径评价机制等方面对人工势场法未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 自主水下潜航器 人工势场法 海流 目标不可达 局部极小值
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AUV路径规划算法研究现状与展望 被引量:28
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作者 郭银景 孟庆良 +1 位作者 孔芳 吕文红 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2020年第12期1981-1994,共14页
路径规划算法是自主水下航行器(AUV)完成水下自主巡航的核心算法之一。分别综述了基于环境建模和路径搜索两类AUV路径规划算法。阐述了栅格法、可视图法和维诺图法等环境建模方法的国内外研究现状,并指出了它们的优缺点。对前人在人工... 路径规划算法是自主水下航行器(AUV)完成水下自主巡航的核心算法之一。分别综述了基于环境建模和路径搜索两类AUV路径规划算法。阐述了栅格法、可视图法和维诺图法等环境建模方法的国内外研究现状,并指出了它们的优缺点。对前人在人工势场法、快速步进法和A*算法等传统路径搜索算法方面的研究成果进行分析,并与近期粒子群优化算法、蚁群算法、遗传算法和人工神经网络算法等智能仿生学路径搜索算法进行比较。分析发现,面对复杂水下环境因素的影响,提高算法在海流、复杂障碍物等三维海洋环境中的实用性,从而实现AUV的高效避障和节约能耗是路径规划算法研究的重点。最后对AUV路径规划算法在智能化发展、融合、多AUV协作以及向广域探测的AUV远程化方向发展等方面的研究趋势进行展望。 展开更多
关键词 自主水下航行器(AUV) 环境建模方法 路径搜索算法
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光纤水听器解调技术研究进展 被引量:6
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作者 郭银景 王蕾 +2 位作者 苏铭玥 宋亚琦 吕文红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1017-1021,共5页
光纤水听器是水声研究领域的关键技术,在实际应用中具有显著优势,广泛应用于AUV导航定位、资源勘探、海水警戒等场景。光纤水听器将声信号转化为光信号传播,在接收信号时就需要对光信号进行解调提取出声压信号。总结了几种常用的信号解... 光纤水听器是水声研究领域的关键技术,在实际应用中具有显著优势,广泛应用于AUV导航定位、资源勘探、海水警戒等场景。光纤水听器将声信号转化为光信号传播,在接收信号时就需要对光信号进行解调提取出声压信号。总结了几种常用的信号解调算法及关键技术,包括PGC解调法、 3×3耦合器解调法和外差解调法;介绍了各种解调算法的基本原理和改进技术;总结对比了各种算法的优缺点;最后给出了光纤水听器解调技术面临的挑战。 展开更多
关键词 光纤水听器 PGC 3×3耦合器 外差解调
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水下FBMC系统的离散导频信道估计技术研究 被引量:6
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作者 刘珍 郭银景 杨文健 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期179-185,共7页
水下环境的复杂性对水声通信带来挑战,一般通过优化信道估计技术来实现水下通信的高速率、可靠性传输。将滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)技术引... 水下环境的复杂性对水声通信带来挑战,一般通过优化信道估计技术来实现水下通信的高速率、可靠性传输。将滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filter bank based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)技术引入水下,研究FBMC/OQAM系统中信道估计技术,并对离散导频信道估计算法进行重点研究。分析了不同信道影响下离散导频信道估计的性能,并针对辅助导频法额外功率消耗过高的问题进行改进,提出一种改进的辅助导频方法(improved auxiliary pilot method, IAP),降低功率消耗的同时又提高了估计性能。理论分析和水下仿真结果表明,IAP算法是水声通信实际应用中较好的选择。 展开更多
关键词 滤波器组多载波(FBMC) 水声信道估计 离散导频
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水下可见光通信关键技术综述 被引量:11
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作者 郭银景 徐锋 +2 位作者 屈衍玺 鲍建康 吕文红 《光通信研究》 北大核心 2020年第2期1-6,19,共7页
水下可见光通信(UVLC)作为水下无线通信技术的一个重要分支,在海洋环境监测与水下军事斗争等领域有着十分广泛的应用。文章首先简单介绍了UVLC的研究背景、意义及难点,接着从光学衰减建模、垂直信道建模与湍流信道建模3个角度对水下可... 水下可见光通信(UVLC)作为水下无线通信技术的一个重要分支,在海洋环境监测与水下军事斗争等领域有着十分广泛的应用。文章首先简单介绍了UVLC的研究背景、意义及难点,接着从光学衰减建模、垂直信道建模与湍流信道建模3个角度对水下可见光信道建模技术进行综述,并调查了水下可见光不同调制技术相关的研究成果。由分析可知,一方面,UVLC在水平方向上的光学衰减建模趋于完善,目前还未建立准确且完整的水下可见光湍流与垂直信道模型;另一方面,强度调制在水下可见光调制技术中占据主流,相干调制则通常用于提高系统的可靠性。最后分别从构建UVLC网络和自适应调制编码的角度对未来UVLC可能的发展方向进行了论述。 展开更多
关键词 水下 可见光通信 信道建模 信号调制
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水声定位方法研究进展 被引量:6
7
作者 吕文红 苑娇娇 +2 位作者 侯佳辰 吴琪 郭银景 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期11-16,共6页
水声定位是实现水下定位的关键技术,也是近年来的研究热点。以声速修正和基阵布放为切入点,针对声速不确定、基阵布放设计不合理等问题综述提高水声定位精度的研究进展。针对基阵布放问题,重点对比基阵尺寸及基阵阵型阵元2种改进方案的... 水声定位是实现水下定位的关键技术,也是近年来的研究热点。以声速修正和基阵布放为切入点,针对声速不确定、基阵布放设计不合理等问题综述提高水声定位精度的研究进展。针对基阵布放问题,重点对比基阵尺寸及基阵阵型阵元2种改进方案的研究现状。研究表明,为提高水声定位精度,进一步的研究应在以下3个方面展开:在声速修正方法研究中,遗传算法和粒子群优化算法相结合,可以在不提高计算量的情况下优化稀疏有效声速表,使定位精度得到进一步提高;基于组合基阵定位系统辅助的声速修正算法能够使定位误差更小;综合考虑阵元数目与所需定位精度的折中方案,能够本着降低布放成本的原则,通过优化不同阵元间距来提高超短基线的定位精度。 展开更多
关键词 基线水声定位 定位精度 声速修正 基阵改进 研究进展
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基于毫米波雷达的生命特征信号探测技术研究 被引量:3
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作者 郭银景 宋亚琦 +2 位作者 杨昆 王蕾 朱奥 《雷达科学与技术》 北大核心 2023年第4期460-466,共7页
生命特征信号探测旨在对人体信号中含有呼吸、心跳等特征参数进行检测和提取,是监测人体生命健康的重要方法之一,在信号处理、医学工程等领域均有广泛的应用。本文对基于毫米波雷达的生命特征信号探测技术进行系统综述,从提取信号的角... 生命特征信号探测旨在对人体信号中含有呼吸、心跳等特征参数进行检测和提取,是监测人体生命健康的重要方法之一,在信号处理、医学工程等领域均有广泛的应用。本文对基于毫米波雷达的生命特征信号探测技术进行系统综述,从提取信号的角度出发,综述了将毫米波雷达技术引入生命特征信号探测领域之后的研究成果。首先,从毫米波雷达体制方面对现存雷达技术进行了论述。然后,简要介绍了对称三角波调制方法对生命信号进行检测,考虑到将检测到的生命信号进行特征分离,总结了三种弱信号提取算法并进行对比,重点分析了小波变换和经验模态分解两种方法的研究现状。最后,本文分析了毫米波雷达在生命信号探测领域存在的问题,并对今后可能的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 毫米波雷达 生命信号 对称三角波调制 小波变换 经验模态分解
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水下光声图像空间配准算法研究综述 被引量:1
9
作者 郭银景 马新瑞 +2 位作者 许越铖 孔芳 吕文红 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第5期14-27,共14页
水下光声图像配准是水下设备实现信息融合的关键技术。在简述了水下光声图像配准的概念及实例的基础上,分析了目前水下光声图像重建与复原的相关算法,详细综述了水下异源图像基于区域和特征的配准算法研究进展,重点论述了基于图像域和... 水下光声图像配准是水下设备实现信息融合的关键技术。在简述了水下光声图像配准的概念及实例的基础上,分析了目前水下光声图像重建与复原的相关算法,详细综述了水下异源图像基于区域和特征的配准算法研究进展,重点论述了基于图像域和形状特征相似度的两个准确度较高的研究方向的发展现状,并根据其他领域的异源图像配准的研究热点,从增加成像模型的结构性约束、引入相位一致性和生成对抗网络等算法提高配准精度,展望了水下声光图像配准研究的发展趋势。 展开更多
关键词 水下声光图像 图像配准 图像处理 特征提取 机器视觉
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水面超声阵列成像实验系统设计 被引量:1
10
作者 郭银景 房政 +1 位作者 李奇 孔芳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第12期58-65,91,共9页
基于超声相控阵成像技术设计了一种新型水面感知系统,该系统可以实现对近岸海域环境中目标物的感知与成像。由发射换能器发出超声波,接收换能器接收回波信号,经放大电路放大,引入滑动平均滤波算法进行数据平滑处理,使用ADC采集模块将其... 基于超声相控阵成像技术设计了一种新型水面感知系统,该系统可以实现对近岸海域环境中目标物的感知与成像。由发射换能器发出超声波,接收换能器接收回波信号,经放大电路放大,引入滑动平均滤波算法进行数据平滑处理,使用ADC采集模块将其转换为数字信号进行时延估计,然后对目标物使用延时叠加算法成像及Canny算子边缘检测,最后获取目标的大小和方位。实验验证了该硬件电路的可靠性和软件算法的有效性,实现了低成本、高便携性、高可靠性的设计目标,满足了教学要求。 展开更多
关键词 超声阵列成像 延时叠加算法 超声阵列电路 时延估计
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