同步扫描水下激光成像的工作范围

在水下激光成像应用中,同步扫描是一种有效抑制后向散射的技术途径。同步扫描水下激光成像系统通过同步扫描形成图像的横向视场,结合载体的纵向平移运动即可获取目标的二维图像。建立激光功率、探测器灵敏度、目标朗伯反射率、目标距离、水体衰减系数、载体速度、扫描转速、横向扫描角、图像分辨率等参数之间的约束关系。当满足这些约束关系时,同步扫描水下激光成像系统可获取无畸变的水下激光图像。     

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。     

数字信号处理器的水下成像实验系统开发

舰船在对水中目标进行侦察、探测及识别的过程中,需要运用水下成像实验系统,由此使得该系统成为舰船上不可或缺的重要系统之一。在对该系统进行开发时,为提高图像处理效果,可对数字信号处理器进行合理运用。通过数字信号处理器的加入,能够为水下成像实验系统提供强有力的技术支撑,选配适宜的硬件,并开发相应的软件程序,使系统可以对水下图像进行采集,经增强和降噪后,使图像更加清晰。数字信号处理器的加入使整个系统的性能得到全方位提升。     

深水沉排水下声纳成像技术及增强方法研究

采用侧扫声纳结合GPS、陀螺仪等,构建深水沉排水下自动成像采集系统。给出了系统数据采集、去噪、数据成像等关键技术的设计和实现方案。研究了深水沉排水下声纳成像色彩映射及图像增强关键技术,提出了一种利用伪彩技术增强深水排体声纳图像清晰度方法,构建了综合图像清晰度评价指标的图像清晰目标优化函数,实现了水下声纳成像色彩增强。     

水下声成像仿真分析及图像处理

介绍了水下声成像仿真软件系统的主要组成及功能,对该系统中用到的正交解调、多波束形成、波束内插等关键技术给出了理论分析.通过对水下目标成像中目标回波生成、前置预处理和后置处理等内容的仿真分析,得出的仿真结果与理论分析相符,为水下探测体识别真假目标、实施精确定位提供了技术支持.     

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。     

水下高速摄像与照明系统

高清晰、紧凑的水下高速摄像系统具有良好的应用和发展前景。本文研究的水下高速摄像与照明系统包括大深度的水下高速摄像机与水下新型照明灯,可在水下1 000 m深度或同等压力实现对水下高速运动目标的拍摄,获得高清晰的水下高速运动图像。着重论述水下高速摄像系统与照明系统的承压防水设计以及配光处理等相关设计内容。     

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。     

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。     

水下激光成像系统数值模拟结果分析

水下激光成像技术是一种以激光、图像处理和噪声抑制等技术为基础的先进探测技术,该技术在海洋探测、目标防护、军事侦察等领域具有巨大的应用前景。数值模拟技术通过建立数学模型,然后利用计算机强大的计算能力对数学模型进行求解,从而为系统的设计及优化提供数据支撑。本文研究水下激光成像系统及其原理,构建前向和后向散射光模型。     

一种基于机器视觉和Kalman滤波的水下电缆定位方法

为了有效检测水下电缆,利用机器视觉技术处理采集的水下电缆图像,根据水下系统坐标模型和相机内参数获取电缆相对位置信息,通过Kalman定位融合算法减小航迹推算后产生的偏差值以达到修正水下机器人(ROV)跟踪路径的目的。实验表明,所提方法适用于成像质量较低的水下检测环境,可识别弯曲度较小的水下电缆轨迹并进行准确定位,检测成本低且易于实现,为水下电缆巡检工作提供技术支持。     

基于粒子滤波的声呐图像目标跟踪算法研究

声呐图像目标跟踪技术在水下UUV作战系统中具有重要意义,由于水声环境复杂,噪声干扰严重,导致声呐目标跟踪效果欠佳。本文针对UUV声呐成像特点,首先给出一种改进的Curvelet变换图像增强方法,可以有效降低声呐图像噪声并在一定程度上增强目标图像的边缘。并此基础上,提出一种基于粒子滤波的声呐目标跟踪算法以获得更为准确的目标跟踪效果。仿真结果表明,相较于传统声呐目标跟踪,该方法具有更好的目标跟踪精度以及鲁棒性。     

水下微光成像系统

介绍了用于水下反恐的水下微光成像系统,并对设计的关键技术进行了论述.针对系统的微光成像特点,设计了大视场、大相对孔径的光学系统,增加了进入成像器件的光能量,提高了成像质量.根据监测环境的特点,设计自适应照明系统,其光源能随周围光强的变化自行调节亮度,从而使监测环境处于一个均匀亮度状态,减少了监测图像亮暗变化.系统应用于水下微光成像监测,能有效地防止恐怖事件的发生,具有广阔的应用前景.     

嵌入式系统在船舶水下识别中的应用

水下目标的识别是水下机器人领域的一项非常关键的技术,对水下机器人起到导航、监测和规避障碍的作用,对水下机器人的发展具有十分重要的意义,已成为视觉领域一项具有实际研究价值的课题。本文基于嵌入式实时操作系统VxWorks设计一种水下目标识别系统,整个系统由主控PC机、PC/104目标机和显示机3个部分组成。本文针对几组特定的水下微光图像进行模拟识别实验,以此来测试系统的目标识别率、稳定性和可靠性。     

改进R-D算法的ISAR成像仿真研究

在逆合成孔径雷达成像中,距离多普勒算法以其效率高占据了重要的地位。但基本R-D算法要求成像目标转角小,而且存在目标图像横向分辨率低等不足。本文在研究ISAR成像转台模型的基础上,采用脉冲压缩技术、插值技术、极坐标格式、后阈值处理技术以及加权技术改进R-D成像算法。同时对大转角情况下的目标进行成像。算法对二维目标由110个散射点组成的飞机模型进行仿真。仿真结果表明算法的有效性。     

基于蛙人探测声纳序列图像的水下小目标跟踪算法

针对水下监控系统中的小目标跟踪问题,在分析蛙人探测声纳图像特点的基础上,提出了基于面积约束的全局域最近邻数据关联法,有效解决了水下监控环境下目标小、结构信息缺乏、成像不稳定的难点,通过引入航迹"运动方向"的思想消除了混响区虚假航迹的影响,实验证明该算法具有准确性高、实时性好、鲁棒性强的特点。     

基于DSP的水下目标识别嵌入式系统

水下目标识别系统是海洋开发的关键组成部分,而利用声呐对目标物进行定位跟踪是水下目标识别系统中最重要的技术。本文首先分析水下目标识别系统的基本原理及组成,重点研究水下声呐目标识别技术中的基于形状及纹理等特性对识别精度的影响,最后优化小波变换对目标物声呐图像的提取特征算法,通过对声呐特性的分析提出一种小波提升分析法,并构造基于DSP嵌入式系统。     

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。     

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。     

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。