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。     

水下激光探测技术及其进展

水下激光探测技术在水下目标搜索、海洋地质勘探、目标识别等领域都具有重要的应用价值.通过对水下激光传输特性、水下激光探测模式及与之相关的同步扫描技术和距离选通技术等的讨论,对可用于水下探测的蓝绿激光器和光电探测器进行了性能对比,结合具体应用对国内外水下激光探测技术发展状况进行了分析.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

激光差频扫描的水下三维探测系统及精度分析

对于当前已有的系统或方法,由于探测精度还有一定提升空间,因此通过应用激光差频扫描技术的应用提升水下三维探测系统的探测精度。在系统的设计中,主要设计了3个模块,其中激光差频扫描模块主要通过激光差频扫描系统进行被测点及其周围区域的随机三维扫描探测。补偿校正模块可以对船速延时效应和波浪带来的测深值误差实施综合补偿校正。数据处理模块负责对系统采集的三维探测图像进行处理。将设计系统搭载在一艘无人船上,进行系统的探测精度测试与分析。精度分析结果表明设计系统的探测精度很高,有很强的实用性,可以应用于复杂情况下的水下探测。     

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。     

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。     

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。     

应用二维图像声呐的水下目标物精确定位的研究

本文应用二维图像声呐系统进行水下目标物精确定位的实验研究。实验设备采用MS1000单波束扫描声呐,通过外接GPS到处理软件中提供探头坐标,通过二维图像声呐扫测获取目标点坐标并进行数据处理分析。本项研究实现了对二维图像声呐检测对象的精确定位,从而提高了二维图像类型水下检测设备对水下工程质量进行检测的准确性。     

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.     

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。     

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。     

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.     

面向港口水下工程的声呐检测方法适用性研究

快速、准确地获取水下构筑物信息是声呐检测的热点,在水运工程管理、港口工程质量保障和结构防灾减灾检测等领域具有重要应用价值.针对地理位置较深、检测目标尺寸较大的基槽开挖、基床整平等平面工程以及精度要求较高的沉箱码头直立式岸壁工程两种典型港口水下工程结构,选择波束原理相同的多波束测深系统与三维多波束扫描声呐系统进行检测,并...     

深圳亿成安科技有限公司

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一种多波束声呐在船舶水下安检系统中的应用

针对船舶水下安检技术发展现状,介绍了一种应用于船舶水下安检的多波束声呐系统的组成和原理,开展了一系列的湖上试验。通过对试验船只水下部分的声学扫描,得到了船底三维图像及船只吃水信息。试验结果表明,系统可应用于船底异物检查、船只吃水检测等船舶水下安检领域。     

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。