COM技术在舰载传感器系统仿真中的应用研究

针对舰载传感器种类多、运转方式差异大,开发相应的仿真系统繁杂、软件可重用性差的问题,探讨基于组件技术的系统解决方案,提出系统的组件化模型,并论述基于组件的软件开发模型。该系统软件设计基于组件三层体系结构,可重构性强、易维护、使用方便。     

传统方法在水下相机标定应用中的研究

针对加装保护壳体的水下相机光路较空气中复杂,传统成像模型及标定在水下是否满足工程要求的问题,在带畸变的小孔成像模型中利用传统方法进行了大气和水下的相机标定,验证了两种情况下标定偏差的存在;利用神经网络方法对水下相机标定进行了对比实验,结果显示传统方法在工程应用中的水下相机标定中仍具有优势。     

水下电磁传感器高压气防海生物技术研究

提出一种采用高压气间歇性对电磁传感器表面进行冲洗的方法，实现对海生物附着的防治。设计了高压气喷嘴，建立了高压气液两相流动力学模型，采用Fluent仿真软件对其水下喷气过程进行数值模拟计算分析，仿真结果显示，高压气可实现传感器表面全覆盖。设计了高压气自动冲洗装置海洋试验，试验结果表明该装置对于水下电磁传感器海生物防治效果良好     

CAN总线在电机实时监测系统中的应用研究

针对大型电机组状态监测系统传感器类型繁多、集成化程度不高的问题，重点研究CAN（Controller Area Network）总线在电机组实时监测系统中的应用，完成基于CAN的传感网络节点硬件接口与软件通信协议的设计，并设计多节点通信的动态优先级算法。MSP430单片机作为子模块核心部件，实现对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制；基于CAN总线实现数据实时、高效和高可靠性的传输。     

水下机器人传感器故障诊断的灰色预测模型

将灰色预测GM(1,1)原理引入到水下机器人传感器的故障诊断中,对传感器样本数据序列建立灰色动态预测型。通过对该模型输出信号与实际输出之间误差的分析,实时检测传感器的故障。针对Outland 1000无人水下机器人中的方向传感器,应用该方法对该传感器的三种典型故障模式进行了故障检测实验,结果表明所提故障检测方法准确可靠。     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性.本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区.利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量.该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础.     

数据融合的精确极大似然配准算法在六自由度DPS中的应用

文章阐述了潜器六自由度动力定位的基本原理和多传感器数据融合的基本概念,着重研究了配准的极大似然算法ＥＭＬ,该算法通过两步递归最优化方法来实现,并采用改进的高斯－牛顿法来确保算法的快速收敛性。最后结合ＢＳＡＶ－１潜器模型水池实验的实时数据给出了仿真算例,证实了ＥＭＬ算法在实际环境中的有效性。     

基于EMI与ANN技术的声波信号探测机理研究

针对海上突发事件,如何有效地实现对水下目标探测、识别与定位问题.本文以飞机失事坠海后搜索黑匣子为背景,设计了一种基于阻抗分析的飞机黑匣子探测实验装置,搭建探测模拟黑匣子超声信标的实验平台,并进行水下探测实验,结合BP神经网络实现对超声信标的识别定位.实验结果表明该探测装置能够探测并识别不同位置的超声信标,从而验证阻抗分析法结合神经网络可以实现对超声信标的探测与识别,可为海上搜救工作提供相应帮助.     

Research on framework for formation control of multiple underwater robots in a dynamic environment

In this paper a practical framework is proposed to keep formation control of multiple underwater robots in a dynamic environment. The approach is a viable solution to solve formation problem. The approach allows online planning of the formation paths using a Dijkstra‘s search algorithm based on the current sensor data. The formation is allowed to be dynamically changed in order to avoid obstacles in the environment. A controller is designed to keep the robots in their planned trajectories. It is shown that the approach is effective and feasible by the simulation of computer.     

基于结构动力学特性的高桩码头横向排架传感器优化布置方法

为了对高桩码头结构健康监测系统中的传感器布置提供理论指导,提出了一种基于结构动力学特性的传感器优化布置方法。在对高桩码头代表性结构单元横向排架进行结构动力学分析的基础上,运用模态应变能法选择高桩码头横向排架传感器初始测点;建立初始模态矩阵,然后利用模态置信度法和序列法对模态矩阵进行迭代、优化,确定传感器测点布置。建立了单个横向排架的数值仿真模型,利用传感器优化布置方法得到横向排架7根桩基的传感器测点布置结果,并对测点布置进行评估。模态向量间的夹角趋于正交,传感器布置方案有效,证明该传感器优化布置方法适用于高桩码头的传感器优化布置。     

水下跟踪定位用接近觉传感器研究

针对水下机器人及机械手的作业特点,提出了新的目标定位跟踪方式,并根据此理论研制了新型水下跟踪定位用接近觉传感器.利用超声水下传播、反射的性质,以MSP430为控制器、配以收发一体化的探头阵列及控制电路,实现了水下目标的高精度定位与实时跟踪.实验表明,研究设计的传感器具有体积小、功耗低、实时性好等特点,适用于水下各型作业工具.     

基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析

研究了基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析原理及方法,建立了基于水声传感器网络的目标运动分析模型。在此基础上,讨论了模型中多维非线性估计问题,提出了一种基于传感器网络新的水下目标运动分析方法。该方法采用改进的粒子滤波EKF-PF(扩展卡尔曼-粒子滤波)算法实现,并与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法进行了比较。通过Monte Carlo仿真分析,表明基于水声传感器网络的目标运动分析方法充分利用了网络的优势和当前测量信息。这种方法对水下目标运动状态估计时,不仅降低了计算量而且表现出较高的估计精度。所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考。     

发动机水下排气噪声预报研究

由于涉及到两相流,所以发动机水下排气噪声的产生机理和辐射特性非常复杂。文章基于Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型和Ffowcs Williams-Hawking声学模型对发动机水下排气噪声进行了数值预报研究,并试验测量了相应工况下发动机水下排气噪声,对数值研究的结果进行了验证。结果表明,文中所提出的发动机水下排气噪声数值预报方法在工程上是可行的。     

Segmentation of complex objects＇ sonar images using parameter-fixed MRF model

The effective method of the recognition of underwater complex objects in sonar image is to segment sonar image into target, shadow and sea-bottom reverberation regions and then extract the edge of the object. Because of the time-varying and space-varying characters of underwater acoustics environment, the sonar images have poor quality and serious speckle noise, so traditional image segmentation is unable to achieve precise segmentation. In the paper, the image segmentation process based on MRF （Markov random field） model is studied, and a practical method of estimating model parameters is proposed. Through analyzing the impact of chosen model parameters, a sonar imagery segmentation algorithm based on fixed parameters＇ MRF model is proposed. Both of the segmentation effect and the low computing load are gained. By applying the algorithm to the synthesized texture image and actual side-scan sonar image, the algorithm can be achieved with precise segmentation result.     

面向目标识别的水下多传感器信息融合技术比较研究趑

对于水下作战,目标识别十分困难,因此必须走多传感器融合、多技术融合的道路,应分析研究不同的方法优缺点,取长补短,综合处理。本文比较了不确定性推理技术中主观Bayes方法与证据理论的特点,分别给出了基于2种技术的目标融合识别思想。提出了基于Bayes统计理论的身份识别和基于D-S理论融合身份识别的框架。研究了基于模糊神经网络的多传感器信息融合技术,提出了模糊神经网络信息融合紧密结合与松散结合的2种处理框架,并结合应用讨论了其特点。     

一种基于合作目标的机动雷达误差配准技术

针对机动平台传感器非协同误差配准技术实施难度大和配准效果差的问题,对基于合作目标的协同误差配准技术进行了研究。首先根据传感器对合作目标的地球直角坐标系量测方程,建立了系统误差的估计模型,然后根据建立的系统误差估计模型,利用传感器获得的量测和目标通过数据链上报的导航信息,采用最大似然估计技术,对系统误差进行估计。仿真结果表明：该系统误差估计模型可得到系统误差的有效估计,并对目标的导航误差具有强鲁棒性,因此该算法具有一定的工程应用前景。     

重力场辅助水下导航仿真及分析平台的构建

基于Simulink工具对重力场辅助水下导航仿真及分析平台进行了详细设计,并对平台各模块的原理、建立过程和细节进行了详细介绍,形成了从基础重力格网数据库构建、匹配算法设计到最终性能评估的完整的重力场辅助水下导航仿真体系.该平台集成了现阶段比较优秀的重力场网格插值模型和匹配算法模型,只需要简单地对相应的算法Matlab函数进行修改就能方便地进行对比研究,是进行重力场匹配导航实验研究、演示验证的有力工具.     

水下目标自相关检测的一种神经网络方法研究

用权重神经网络知识推理的方法研究水下目标自相关检测．首次总结了水下单传感器目标自相关检测的相关知识,提出了用权重神经网络表示这些知识,用简单的数值计算进行推理的方法,得出了相应检测结果．     

Motion Control of Underwater Vehicle Based on Least Disturbance BP Algorithm

Up to now, some technology of neural networks are developed to solve the non-linearity of researched objects and toimplement the adaptive control in many engineering fields, and some good results were achieved. Though it puts some questionsover to design application structure with neural networks, it is really unknowable about the study mechanism of those.But, theimportance of study ratio is widely realized by many scientists now, and some methods on the modification of that are provided.     

自主式水下航行器水下回收融合引导技术方案及算法

[目的]为解决母艇携载的自主式水下航行器(AUV)在水下自主回收和对接的问题,基于惯导(INS)、声学超短基线定位(USBL)、光学等信号引导的多源数据融合,提出一种面向移动平台的AUV水下回收对接引导方法.[方法]为此,设计融合多传感器信息的扩展联邦卡尔曼滤波器,采用分散滤波并再经信息融合方法以提高滤波精度.分别以I...