剪切波变换下的侧扫声呐图像降噪方法

针对侧扫声呐图像对比度低、噪声强度大特点导致的部分传统滤波方法降噪能力的不足,提出一种基于剪切波变换的侧扫声呐图像降噪方法。首先对侧扫声呐图像进行剪切波变换,在考虑噪声水平的基础上,对剪切系数进行阈值处理,再将修正后的系数进行剪切波逆变换,重构侧扫声呐图像,实现了侧扫声呐图像的降噪。实验结果表明,该方法相比于维纳滤波、小波滤波和非局部均值滤波等常用降噪方法,可以获取更好的图像效果,在侧扫声呐图像降噪中具有综合优势。     

基于SFS方法的侧扫声呐图像三维重构

针对侧扫声呐受其测量机理和作业模式影响无法直接获取海底表面地形及水下目标物高度信息的问题,提出改进的明暗恢复形状最小化方法。通过从侧扫声呐原始数据文件出发,解析得到斜距量程、采样精度等重要参数以及二维瀑布图。在瀑布图基础上,提出一种基于小波变换的最小化算法,求解得到对应二维图中每一点的相对高度值,从而实现了海底表面地形的高精度三维重构。通过对比实验证明,与2种经典的最小化法相比,基于小波变换的最小化法性能明显提高。     

基于侧扫声呐的海底管道可视化系统实现

侧扫声呐系统作为目前路由调查的主要工具之一,在海底管线探测方面表现出独特的优势。文章以实测侧扫声呐海底管道数据为例,从XTF格式侧扫声呐数据结构组成出发,实现了数据解码、海底线检测、地理编码等关键技术,最后借助MATLAB的GUI平台设计开发了一套描述海底管道可视化的完整软件,可以实现原始声呐管道数据可视化展示和基本的处理分析,还可以提取原始文件包含的有效信息并对其进行质量评价,有效的提高了数据的二次开发效率和管理能力。     

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。     

国产多波束侧扫声呐系统水上测试及性能分析

近年来,国产多波束侧扫声呐取得了快速的发展,本中心于2021年引进了新型国产设备:Shark-S455M型多波束侧扫声呐.为科学评价设备实际性能,积累设备使用经验指导实际生产,通过对海底沉船进行扫测,组织进行了相关验收测试工作.基于笔者从事侧扫声呐应用的工作经验,分析了该型多波束侧扫声呐的分辨能力和扫宽能力.     

3DSS-iDX-450三维侧扫声呐及条带 测深仪设备验收及性能分析

测量设备验收是一项基础、系统的工作,通过设备验收,检验设备实际指标是否符合购置的要求,是否满足相关测量规范标准,确定新购置设备在实际生产中的操作流程、工程适用度。三维侧扫声呐及条带测深仪是本中心2018年引进的新型测量设备,根据中心质量管理体系和相关规范的要求,测绘设备在投入使用前需要进行海上测试以保证设备有效性和结果的准确性,并积累设备使用经验,指导实际生产。     

侧扫声呐在应急测量中的应用——以“穗富航628”轮落水集装箱搜寻为例

将回声测深原理和高分辨率成像结合在一起的侧扫声呐系统能够清晰探测海底地形地貌和水下物体,给海上应急测量带来极大便利,是沉船和落水集装箱等海上搜寻应急测量工作的首选搜寻利器。该系统能够较好的获取落水集装箱位置、深度、高度等信息,为快速海上打捞作业提供科学依据,最大限度减少港航企业经济损失,为船舶安全航行提供支撑。在“穗富航628”轮落水集装箱货柜搜寻工作中的应用,取得明显效果。     

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。     

长江口排水板水下成像检测技术

针对长江口深水区域塑料排水板施工检测手段不足的问题,提出水下声学成像检测的新方法,采用高分辨率侧扫声呐和双频识别声呐,实现了水下排水板检测的可视化与可量测。获取水下排水板清晰的影像资料,并且通过双频识别声呐水下定点全环摄像方式能够实现排水板定量检测。新方法弥补了现有检测手段的不足,可作为现有检测手段的重要补充。     

侧扫声纳数字镶嵌技术实践及应用

侧扫声纳数字镶嵌技术是利用DSP技术和计算机技术把侧扫声纳的图像拼接成海底数字声图,本文结合TEI数字镶嵌软件,讨论了侧扫声纳数字镶嵌方法、技术及其在海洋研究和海洋工程方面的应用。     

水下机器人所摄图像的预处理

水下机器人在获取图像的过程中会受到多种因素的干扰,图像处理难度大.为提高水下图像的质量,改善图像视觉效果,必须首先解决各种干扰因素对视觉信息造成的干扰和影响.图像预处理旨在去除噪声,提高图像质量,以改善人们的视觉效果和图像质量,降低后续算法处理的难度.基于此,主要探讨使用分段线性灰度变换法进行图像处理,以达到预期效果.     

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。     

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。     

新型声呐技术在港珠澳大桥人工岛验收中的应用

为了准确高效地完成港珠澳大桥项目东、西人工岛填海工程的填海竣工海域使用验收测量,研究了一种基于CORS与高清侧扫声呐的水下验收测量技术。该技术使用侧扫声呐的固定式安装方法,结合CORS高精度定位测量技术,提高了海上定位与海底地形测量的精度,高效地完成了人工岛填海的水下与陆地测量工作。结合工程实例,阐述了人工岛填海边界确定的方法。通过多波束水深测量数据与侧扫声呐数据的对比验证,并使用控制点校核测量进行了精度分析,证明了该技术的可靠性。与传统海域使用测量方法相比,该技术可以大大提高测量精度,在类似海洋工程中具有应用价值。     

不同水下特征对三维成像声呐扫测影响的室内试验研究

针对三维成像声呐相关检测指标缺乏试验验证的问题,通过室内模型探讨不同尺寸的立方体与圆柱体试块、不同边界材质和带有缺陷的圆柱形木桩对三维成像声呐扫测结果的影响。研究表明:三维成像声呐系统可有效识别到厘米级的不同形状物体;在对光滑且质地坚硬物体扫测时,声波信号会发生镜面反射导致无法获取有效数据;可有效识别尺寸大于等于5 cm的缺陷并判定缺陷形状和位置。研究成果可为实际工程应用提供参考依据。     

基于几何特征的声呐图像人造目标检测算法

针对高频声呐图像目标检测问题,基于数学形态学算子,提出了一种新的快速目标检测算法.该算法通过定义多尺度多形状的形态结构元素,对各像素点进行形态开闭运算,并采用阈值评判方法实现目标检测.仿真结果表明,该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景中岩石等自然景物的影响,实现人造目标的准确提取.     

基于格型递归最小二乘算法的船舶运动极短期预报

在最小二乘方法(RLS,recursive least square)的基础上,提出利用格型递归最小二乘(LRLS,lattice recursive least square)算法对AR模型参数进行自适应估计.该算法为模块式的多极格型结构,降低了一般RLS算法的计算复杂度.利用实测的动态数据结合AIC准则建立自适应AR预报模型,并将该模型应用于船舶运动预报中,仿真结果表明,相对于最小二乘算法,基于LRLS算法的AR预报模型可有效提高船舶运动预报精度.     

基于广义最小二乘法的ROV水下机器人模型在线参数辨识

以水下机器人俯仰操纵响应模型为研究对象,并由小型特种水下机器人实时采集纵向变电机速度、前推电机1速度、前进电机2速度、侧推电机速度和俯仰角等试验数据,通过对这些试验数据进行分析,采用基于ARX模型的广义最小二乘法对一种变桨机构的ROV水下机器人运动模型进行在线辨识建模.将水下机器人航向角实时预报结果与试验数据进行比较,结果表明,辨识得到的水下机器人运动模型具有良好的泛化性能,可为后续ROV水下机器人的航向控制器优化提供参考.