三维成像声呐在重力式码头工程中的应用

针对重力式码头水下结构检测的难题,开展三维成像声呐技术应用研究。分析三维成像声呐的工作原理和仪器构成,研究三维成像声呐应用于重力式码头工程时的测站布置、参数设置、数据处理等。通过点云图像,定性检测了水下障碍物、沉箱安放质量及冲刷淘空;定量检测了构件尺寸、沉箱错台和沉箱间隙;绘制了水下地形图。本文研究结果可为其他水下工程检测提供借鉴参考。实现了重力式码头水下结构外形测量、前沿障碍物识别、沉箱安放质量检测和基础局部冲刷淘空检测。     

重力式码头沉箱接缝检测方法研究与改进

针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小及距离较远的接缝分辨率较差;三维声呐探测扫测精度高,但扫测范围小且效率低。从测试原理上分析各种方法测试优缺点产生的原因并根据检测需求自主设计了三维声呐测量支架,实现对沉箱接缝任意深度量测,并结合工程实例取得良好的测试效果,为沉箱接缝检测方法的选取提供借鉴。     

浑水中船舶水下观察检测技术初探

文章主要开展了水下多波束成像观察检测技术研究,采用多波束声呐成像、声透镜声呐成像和局部清水成像方法,在浑水水域,对船舶目标进行了实船水下观察检测,从而构建了船舶浑水条件下水下观察检测体系。     

三维声呐成像系统在防波堤水下安装块石中的运用

防波堤工程水下块石安装的效率及安全是工程中至关重要的部分,而传统的安装方法和检测手段存在严重不足。三维实时声呐成像系统有效克服了传统方法的弊端,具有实时、高效、清晰、保证人员安全的优势。并且能够在水下能见度极低、海况条件差等复杂条件下正常工作。以以色列阿什杜德港防波堤工程为例,总结利用水下三维声呐成像系统安装人工护坡块石所采取的技术与控制措施,具有较高的适用和推广价值。     

基于前视声呐图像的AUV目标识别与跟踪

声呐图像由于水体不均匀、边界不规则以及声呐设备本身性能的限制,导致图像噪声明显、亮度不均、分辨率低,使得水下AUV装备在使用前视声呐进行水下目标检测时难度较大。针对该问题,基于m750d声呐探测获得的AUV声呐数据,进行了数据提取、高斯滤波处理、扇形映射处理,并采用Jet映射对声呐灰度图像进行了伪彩色映射提高数据标注速度和精度,制作获得了4组2 500张声呐图像的AUV目标检测数据集;采用YOLOv4-tiny目标检测算法开展AUV目标检测研究,研究结果表明该方法在该数据集上表现优秀,mAP@0.50达到94.17%,FPS在22帧左右,说明该轻量级网络在水下AUV目标识别与跟踪应用上具有较好的应用价值。     

自适应抵消技术船舶综合声呐系统

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。     

基于声呐图像处理的船用水下目标识别技术研究

水下目标自动识别技术不论在军事领域还是商业领域都具有广泛的应用,具体包括水下军事目标的监测、渔业资源勘测、海底地形勘探等。声呐信号处理是船舶水下目标探测的关键环节,可以分为声呐系统回声信号处理和声呐图像处理2种,本文主要研究的是声呐图像处理类型。本文充分利用基于小波变换的图像滤波技术、图像分割技术、特征提取技术等,改善了船用水下目标识别技术的工作效率和工作精度。     

一种嵌入式侧扫声呐系统的设计与实现

介绍一种基于嵌入式系统的侧扫声呐系统的设计与实现方法。嵌入式侧扫声呐由收发合置换能器、模拟信号处理单元、数字信号处理单元、通信与显控单元组成。基于嵌入式系统软硬件可裁剪,可移植性高等优点,使该侧扫声呐可灵活搭载在多种水下作业平台上,兼具了水下目标探测、海底地貌成像等功能,同时节约了空间和成本,具有较强的实用性。     

水下铺排检测技术

以长江南京以下12.5 m 深水航道建设工程整治建筑物施工为研究对象，总结分析水下铺排采用传统方法及超短基线法、拉线法、实时声呐跟踪、侧扫声呐工后验收等检测技术在工程中的应用。同时基于现有科技发展，对未来铺排过程及工后检测提出展望。     

水工建筑物水下三维检测精确定位分析

在复杂海况下,对水下的水工建筑物进行三维检测精确定位分析,目前有多种设备可选择。但检测的可靠性和精度需要进一步分析和验证。为此,结合广东揭阳石化原油码头工程,采用多波束测深仪系统和水下三维实时3D声呐系统,以点云数据建模,将2种系统采集的数据融合处理,可对建筑物的坐标和高程进行精确分析。其中,多波束测深仪系统可用于水下建筑物绝对坐标的测量,而实时3D声呐系统可取得目标物精确的模型图像,2种数据融合处理后,即可用可视化的方法对目标物的位置和状态进行准确分析。该方法可用于港口和码头维护以及水下建筑物检测,为老码头的改造、修复提出有效的检测定位方法和可视工具。     

水下三维声纳目标在线运动监测与识别

随着声学探测在海洋资源开发中的广泛应用,水声成像技术已成为水下目标监测的重要手段,文章提出了一种基于三维声纳技术的在线运动目标识别方法。通过对三维声学图像进行网格搜索和三角面片连接,进行单帧三维声学图像的多层实时重建,实现单帧图像内目标的重建、聚类与标示。结合GPS定位仪和姿态仪信息,修正位移和姿态变化引起的运动误差,利用反向投影和最近点搜索方法查找相邻图像帧之间两两匹配的控制点对,进行相邻图像帧的快速配准。根据配准矩阵将相邻图像帧的的各个目标转换到同一全局坐标系中,提取有效的声学目标特征变化相对值,并评估特征权重,实现相邻图像帧之间运动目标的在线检测与识别。通过室内水池和湖试实验,结果表明该方法能有效地实现三维声学图像在线运动目标实时识别。     

基于自适应迭代阈值的声呐图像增强算法

水下声呐成像探测技术日益成为各国普遍重视的技术。声呐图像具有对比度低、成像质量差的特点，对声呐图像进行增强处理是进行声呐图像判读和提高视觉效果的基础之一。针对声呐图像增强算法研究较少等问题，提出了一种迭代阈值图像增强算法，并采用评价准则算法和频域响应法对常用的几种图像增强算法进行比较分析。结果表明，该方法具有算法简单、易于实现等特点，且增强效果可较好地满足视觉效果的需求。     

蛙人探测声纳在水下安保的技术实现

结合水下反恐需求,讨论蛙人探测声纳在水下安保方面的重要性。介绍了国外已公开的蛙人探测声纳;对国内两家单位共同开发的最新型蛙人探测声纳开展研究,并阐述其运用到的先进技术。在此基础上展望蛙人探测声纳在水下安保反恐方面的发展前景。     

基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法研究

针对无人水下航行器作业环境的特殊性以及任务需求,为提高光视觉的定位精度,提出了一种基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法。该方法根据摄像机成像的特点,利用测距声纳与摄像机的几何关系设计水下目标定位算法。本文针对规则的水下目标进行定位算法设计,然后通过对水池试验采集的图像中的目标进行定位验证以及误差分析,证明了该定位系统具有较高的定位精度,满足水下作业的需求。     

基于统计量的声呐图像目标检测算法

水下声呐图像目标检测问题是一项重要而困难的工作,采用滑动窗计算图像中各像素点处邻域像素灰度的统计量,利用最大熵图像分割算法确定检测阈值,并利用均值、标准差、偏态和峰度等统计量对算法进行了仿真验证,对声呐图像中的目标回波区和阴影区域均可实现较好的检测效果。结果表明,该方法具有原理简单、运算效率高、实时性好等特点,具有较强的工程应用价值。     

Underwater vehicle sonar self-noise prediction based on genetic algorithms and neural network

1Introduction Sonarself noiseisakeyfactorinfluencingthehiding capabilityofanunderwatervehicleanddetectioncapa bilityofsonar.Decreasingsonarself noisehasimpor tanteffectonenhancingtheprobabilityofsonardetec tionandbattleeffectivenessofunderwatervehicle.An …