水下微光高速摄像系统在潜艇实验中的应用

介绍了用于潜艇实验的水下微光高速摄像系统,并对设计的关键技术做了论述.根据潜艇上的实际情况,设计了最优的设备工作布局,使全系统能发挥最佳的效果.分析了水下30-40 m的光照度,进而设计了适合的水下照明方案,尽量采取微光照明的方式,使环境散射达到最低.最后将该系统应用于水下微光高速摄像试验,实验证明该系统在水下重要武器,尤其是水下潜艇等实验中具有广阔的应用前景.     

摆动螺旋桨目标图像特定周期清晰成像系统设计

针对传统船舶摆动螺旋桨目标周期图像成像系统,在特定周期下受到外界环境光影响,无法在微光环境中摆动螺旋桨目标清晰成像的问题,进行深度分析。根据分析结果提出设计摆动螺旋桨目标图像特定周期清晰成像系统。首先对传统系统硬件部分进行修正,修正方式采用创建新硬件的方式。通过创建微光COMS图像采集单元,对传统硬件图像采集环境参数进行提升修正;其次,引入图像噪声概率算法对采集图像进行噪声参数优化,得到清晰摆动螺旋桨目标特征周期图像。最后,通过对比实验的结果数据证明提出设计的系统能够解决传统系统特定周期摆动螺旋桨目标成像清晰度差的问题。     

舰船水下监测机器人系统设计

为了更好地提高舰船水下维护能力,针对现有水下机器人视频系统清晰度低、对比度低以及工作时海洋生物附着的问题,本文设计了一套用于舰船监测的水下机器人视频系统。通过光场分布实验仿真,计算一种水下灯的方案,能够将光场分布效果达到最佳;利用超声波传感器,设计一种新型的可自清洁的水下灯,能够有效防止生物附着。该系统优化了水下灯和水下摄像机的配置方案,确定了光源方向角和摄像机安装位置,跟现有的视频系统相比,显著提高了清晰度和对比度。该系统可达到2 592×1 944分辨率、25 fps帧率的摄像机视频信号和水下灯的控制信号传输效果。经过实验验证,该系统可以很好地提高水下成像效果,增强舰船水下维护能力。     

距离选通激光水下成像系统研究

通过阐述距离选通技术的基本原理，对距离选通激光水下成像系统的关键技术进行了分析。介绍几种典型的基于距离选通技术的水下成像系统，搭建有效的距离选通激光水下成像系统。展望距离选通激光水下成像系统的发展趋势。     

监视器亮度对电视型成像系统视距的影响

介绍了电视型成像系统的各个组成部分和实验原理,设计了具体的电视型成像系统视距估算的实验方案,通过实验得到了实验图片与相关数据,并且对实验数据进行分析,初步得到了监视器亮度对电视型成像系统视距影响的规律。     

半导体照明技术在水下探测设备中的应用研究

针对目前水下照明设备所使用的光源存在的不足,分析了海洋光学的性质和水下照明特点,探讨了利用半导体照明技术(LED)替代目前水下探测设备中的照明系统的应用.使用光学仿真设计软件进行了照明设备的光学设计,设计了照明设备的原理样机并进行了实验室测试,测试结果表明达到了预期目标.     

基于LED的水下目标高速摄像照明系统设计

分析水下光学的性质和水下照明的特点,提出基于LED的水下目标高速摄像照明系统方案。对某典型水下高速摄像照明系统进行了详细设计。对不同照射距离及光源角度配置的LED阵列进行了光学计算及仿真讨论了仿真结果。进行了水下高速摄像照明系统试验并给出了试验结果。     

国外水下成像系统的发展

水下成像技术在搜索相援救、探雷、科学成像、目标跟踪、导航控制和目标识别方面有着广泛的应用。在过去的十年间,对非声学水下成像技术的重新重视导致了信号处理、计算机和激光技术的飞速发展,并且对海下环境有了更深了解。本文主要介绍国外水下成像系统关键的研究领域概况,包括:视频和摄像机系统的优化、摄影测量、图像处理、图像压缩、图像传感器融台,图像产生和再现。     

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。     

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。     

一种低频多波段水下遥控设备的设计

文章设计了一种低频多波段水下遥控器,该遥控器通过发射多种频率的低频信号,能够实现对水下设备的遥控,使水下设备按照指令实时改变航线,经过实验验证,该遥控器能够准确的控制水下设备的航行。     

水下爆炸作用下船舱浮筏系统的冲击响应试验研究

设计了船舱浮筏系统的水下爆炸试验装置，测试了浅水域中爆炸的水下爆炸载荷，分析了存在结构反射时的冲击波和气泡脉动压力的幅值、比冲量和能量密度，指出以低频成分为主的气泡脉动压力，对舰船设备隔离系统的冲击响应产生重要的作用。并对水下爆炸载荷作用下船舱浮筏系统的冲击响应进行分析，其结果对于研究舰船设备的抗冲击性能具有参考价值。     

从潜艇潜望镜到潜艇成像系统的新概念

提出了潜艇成像的全新概念。现代潜艇的获取外部图像信息的方式不再局限于潜艇潜望镜和光电桅杆，而是通过空中、水上和水下三维方式的多种成像传感器实时地向潜艇指挥员提供艇外图像信息。通过这种潜艇成像系统提供的全方位信息，这就大大提高了潜艇的作战能力同时也增强了潜艇的隐蔽性。潜艇成像系统是由8种成像子系统组成的。分别对8种成像子系统的技术现状做了简要的分析。     

复合驱动仿生胸鳍机构设计与水动力研究

针对仿鱼型海洋探测机器人低速时的机动性问题,受鹞鲼鱼类依靠胸鳍摆动实现各种水下运动的启发,设计出一种基于共融理论的复合驱动刚-柔多体耦合仿生鱼胸鳍机构。通过构建基于三维非定常湍流控制方程组的柔性鳍摆动系统水动力学模型,研究仿生胸鳍柔性鳍面摆动时周围压力和速度场的变化情况,分析不同摆动幅度和频率下鳍面的水动力学特性,揭示仿生鹞鲼机器鱼的水下运动机理,对摆动胸鳍的水动力进行仿真。结论表明:鳍面摆动时周围的漩涡能够引起胸鳍面上推力、升力及侧向力按类似正弦变化,而推进力和侧向力的大小随摆动幅值和摆动频率增加而增大。     

水下热动力系统变参数实时混合仿真的原理与方法

针对水下开式循环热动力系统的强烈非线性特征及航行器的姿态变化 ,提出了一种变参数实时混合仿真系统的原理和方法。该实时混合仿真系统能够适应水下热动力系统的整个工作范围 ,可有效地用于检验热动力系统各部件之间的适配性能 ,并在试验中优化系统的结构参数。     

一种基于跟踪变结构控制的鱼雷制导律设计方法

利用变结构控制对干扰和参数摄动的“完全自适应性”,设计出了一种基于运动跟踪变结构控制的鱼地律,并将其于被动方式的水下目标跟踪问题中,结果表明,该制导律可以令相对视线角速度按照给定的运动规律变化,从而大大增强了被动跟踪问题的可观性评估的 且对干扰和参数摄动具有较强的鲁棒性,易于工程化问题的处理     

基于 LabVIEW系统的水声测向方法设计

LabVIEW是 NI（美国国家仪器）公司推出的一种虚拟仪器系统,包括图形化的可编程语言及多元化的硬件设备。基于该系统的水声信号采集系统常用于水声应用中。本文结合常用的互功率谱测向方法与 LabVIEW虚拟仪器系统,分别设计基于标量水听器和矢量水听器的水下声源测向方法。基于 LabVIEW虚拟仪器系统的设计可以提高开发灵活性,缩短开发周期并减少开发复杂度。通过验证基于虚拟仪器系统在互谱测向应用中的可行性,为未来开发水下设备提供一个新的思路。     

水下三组元动力系统燃烧稳定性实验研究

设计了应用于水下航行器热动力系统推进的OTTO/HAP/海水三组元推进剂试验系统,对不同的燃烧室压力、燃料组元比例、喷嘴压降、燃烧室转速条件下的燃烧稳定性进行了试验,观察到燃烧室压力的低频不稳定燃烧.试验表明,在推进剂流量一定情况下,较高的喷嘴压降和适当较低的氧化剂比例有利于燃烧的稳定,海水在推进剂中重量比例≥41.5%时,将会引起燃烧室压力的不稳定,(500～1600)r/min的燃烧室整体旋转不会对稳定燃烧产生影响.     

无人水下航行器网络控制器设计

传统无人水下航行器采用集中式结构设计,导致系统计算负担重、容错能力差、结构复杂.设计并实现了基于分布式结构的网络控制器,分析系统的工作原理,建立网络控制模型,设计网络控制器数据传输协议,并给出了硬件设计思路和软件开发,通过试验对网络控制器进行了验证。