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。     

分布式水下多传感器多目标模糊跟踪融合方法

水下多传感器多目标跟踪系统往往是一个不同类传感器融合系统,且其目标航迹包含有不确定和模糊信息.本文首先利用模糊隶属度函数和模糊逻辑推理技术,进行分布式水下多传感器多目标航迹模糊融合关联决策,并利用有效数据处理和分层融合估计相结合的方法,以实现不同类传感器高精度融合跟踪估计.     

超短基线系统在ROV水下定位的应用研究

一、概述 在实施水中消防作业、沉船打捞等救捞任务之前,首要的任务是要确切定位水下目标、了解水下情况。对海底失事船艇及其他沉没物的水下定位是一项关键且高难度的作业．水下定位一般是在概位搜索的基础上,利用声纳船及单（双）船拖扫方法并经潜水员水下探摸确定沉船的具体位置。随着水下机器人技术的成熟,利用水下机器人进行水下定位作业也得到越来越广泛的应用。     

小型水下机器人在复杂水下地形中的目标搜寻应用

针对水下目标搜寻工作所遇到的现实困难及搜寻作业的特点,提出一种在局部水域范围内基于小型ROV的水下小目标搜寻方案,以提高水下复杂地形中的目标搜寻效率。工程应用实践证明该方案具有高效率、低风险及低成本等特点。     

基于UUV的水下目标非声探测技术研究综述

无人水下航行器(UUV)是一种无人驾驶,通过遥控或自动控制在水下航行的航行体,具有自主性、低风险性、隐蔽性、可部署性和环境适应性的特点,具有重要的军事价值。UUV以潜艇或水面舰为支援平台能够长时间在水下自主远程航行,并且可作为多种传感器的搭载平台,可应用于探扫雷、海洋监视侦察、潜艇探测、水下障碍物搜索定位以及通信导航等多个领域。随着以水下电场传感器、磁场传感器为代表的非声探测传感器技术和信息处理技术的发展,利用UUV平台搭载电磁传感器对水下目标进行探测、定位和识别已经受到国内外高度重视,具有广泛的应用前景。本文将首先对国内外典型UUV进行介绍,在此基础上阐述UUV水下电磁探测的基本原理,介绍UUV水下电磁探测的国内外发展趋势,最后对UUV水下电磁探测应用前景进行展望和分析。     

水下自主作业系统轨迹跟踪与动力定位

论述了一种水下自主作业系统的轨迹跟踪和动力定位控制算法.该系统由一个水下智能机器人和一个机械手组成,具有非线性、强耦合、高维数、时变等特点.在充分考虑了各种水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立系统的动力学数学模型.采用滑模控制方法,并利用模糊逻辑动态调节滑膜控制器的增益系数,进行了计算机仿真试验.结果表明该方法对水下自主作业系统的轨迹跟踪与动力定位控制性能优良.     

水下合作目标三维定位技术

在进行合作目标海试测量时,测量船需要对水下目标进行实时高精度测距定位.针对此需求,本文在综合对比当前2种典型的水下定位技术优缺点的基础上,采用水面水下同时基技术设计了基于3个差分GPS浮标的水下合作目标三维定位系统,建立了系统定位解算模型.海试实验表明,该定位技术能获得与差分GPS相近的水下立体定位精度,并且具有使用定位浮标少,海试布放简便的特点.     

基于粒子滤波的水下目标被动跟踪算法

针对水下被动目标跟踪的非高斯噪声环境和弱可观性的特点,提出了将粒子滤波算法应用于水下被动目标跟踪中的非线性问题,克服了常规的线性化方法易发散且跟踪精度低、误差大的缺点.仿真结果表明:粒子滤波算法提高了滤波的稳定性,跟踪精度优于扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法,收到了良好的效果,具有较高的实用价值.     

水下目标定位的若干方案对比研究

论文通过水下目标定位的几种方法对比,给出一种工作稳定可靠,具备较好隐蔽性,定位成功率高,布放、校准作业简单,定位时间短的方法.     

新型消防用水下搜救机器人研发设计

介绍了一种消防用水下搜救机器人的设计,该水下机器人具有价格低廉、功能齐全、实用可靠和操作简便的特点,可完成水下多自由度方向运动、水下定位,不同目标的可视化探测和成像识别等作业。本文完成了消防用水下机器人的总布置设计,设计了电子舱的结构并对其进行了强度校核,评估了机器人水下稳定性,设计和论证了机器人的推进系统。     

基于MSP430的低频信号采集系统

为了采集水中低频信号,设计了基于MSP430F1611和K9F2G08UOM的数据采集与存储系统,该系统解决了目前海上测量信号时存在危险性高和难度大的问题,整个系统具有低噪声、低功耗、智能自动记录和大容量存储等特点.海上试验结果表明该系统性能可靠,具有重要的军事运用前景.     

基于MSP430的低功耗水中低频信号采集系统

为了采集水中低频信号,提出基于MSP430F1611单片机和Flash存储器的水中低频信号数据采集与存储系统,实现了水中目标测量中的低噪声、低功耗、智能自动记录和大容量存储等关键技术,海上试验结果表明该系统精度高、性能可靠。     

基于手机耳机口的便携式血氧含量检测仪

血氧含量是心血管健康领域重要的生理指标.文中提出一种基于智能手机耳机口通信的便携式血氧含量检测仪.该血氧仪基于MSP430单片机设计前端传感器,并以智能手机为载体,通过其应用软件读取数据.耳机口不仅实现对前端传感器的触发,还通过曼彻斯特编码（Manchester Encoding）完成数据的传输.不仅如此,对这些数据用基于Hamming窗的有限长单位冲激响应滤波器（Finite Impulse Response,FIR）算法进行低通滤波.处理后的信息通过手机显示,并上传至数据云端.与传统血氧仪相比,该设计具有低功耗、高精度和便携等优势,市场前景广阔.     

基于MSP430单片机的轴频电场测量系统研究

为较好地完成水中目标电场信号的测量,设计一套基于MSP430F169单片机的轴频电场测量系统,能解决测量中低功耗、低噪声等关键技术。系统具有便于携带、精度符合实际要求、性能可靠等特点。     

基于MSP430F169的电容式水分仪的研制

电容式水分仪是一种利用介电常数原理测量物质含水量的检测仪。该水分仪以MSP430F169单片机为控制核心,以单片式电容传感器为敏感元件,主要用于地暖供热管道渗漏和建筑物渗漏的检测。本文详细分析了单片式电容传感器的结构、测量原理及电容值计算、水分仪检测系统的硬件设计、软件设计及抗干扰设计。实践表明,该仪表具有较高的准确性及应用推广价值。     

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。     

一种水下探测海面环境的新方法(英文)

以实现水下运载体从水下探测海面环境为目的,在分析海面风速与风浪破碎、海浪破碎与温度差异、红外传感器性能与发展的基础上,提出一种采用红外传感器探测风浪破碎引起的温度偏差,利用风浪破碎与表层风速相关性获得一定区域内海面风速的新方法。     

基于MSP430单片机的多通道数据采集系统

为实现多通道数据准确同步采集,减小温度对数据采集的影响,利用MSP430单片机实现三通道16位A/D独立采样,同时用其内嵌温度传感器测量环境温度,根据所测温度对采样结果进行修正,通过分析了温度传感器产生误差的原因,提出了解决方法并给出了温度传感器相关的C语言程序,减小了温度变化对采样结果产生的影响。     

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。     

鱼雷主动超声非触发引信抗水中爆炸干扰研究

鱼雷对潜/舰艇目标实施攻击时,其主动超声非触发引信受刭两类干扰源干扰,一类为自然干扰,另一类为人工干扰。而人工干扰包括：单个或系列水中爆炸干扰,对抗器材干扰等;水中爆炸所产生的声波频谱很宽,复盖声引信频段;此类干扰将影响鱼雷主动超声非触发引信正常工作,甚至将产生声非触发引信误动的后果,因此主动超声非触发引信抗单个或系列水中爆炸干扰的性能是鱼雷可靠性设计的重要指标。文中针对单个或系列水中爆炸干扰因素的分析,探讨应采取的抗干扰措施,最后对主动超声非触发引信抗干扰电路进行工程设计,阐述其电路组成、工作原理及特点以及仿真试验,并给出试验结果。