基于MRF与引导滤波的声纳图像去噪方法

声纳具有对大范围水下场景探测的能力,一直以来都是水下设备感知外界环境的重要手段,但由于声纳图像分辨率低,海洋环境噪声干扰较为复杂,所以在诸多方面的应用都受到了限制。文中提出了一种基于马尔可夫随机场和引导滤波的声纳图像去噪与增强方法,使用马尔可夫随机场对声纳图像进行预分割,然后采用中值滤波方法对原始图像进行简单滤波处理,最后将该图像作为引导图像对马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)分割后的图像进行引导滤波实现了对声纳图像的去噪与增强。该方法有效地去除了背景和影子内的噪声,对目标区域内部噪声起到了很好的抑制作用,消除了MRF分割产生的伪轮廓效应,具有较好的边界保持和增强效果。     

侧扫声纳图像增强技术

随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图像分析软件。     

联合小波和NLM滤波的侧扫声纳回波信号降噪

为进一步降低侧扫声纳回波信号中非高斯分布的乘性噪声,获取更佳效果的侧扫声纳图像,提出了一种利用小波和NLM(nonlocal means)滤波的组合降噪方法.首先采用同态变换将侧扫声纳回波ping信号中的乘性噪声转换为加性噪声,然后利用小波阈值和NLM滤波对侧扫声纳每ping回波数据实施降噪处理,最后经过小波反变换和指...     

基于GPS-RTK技术的波浪能发电装置结构动态位移监测及滤波方法

利用全球定位系统实时差分技术（Global Positioning System Real-Time Kinematic,GPS-RTK）对波浪能发电装置进行结构变形监测得到的信号会存在噪声。针对这个问题,本文提出一种结合巴特沃斯（Butterworth）滤波器和自相关函数经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）的滤波降噪算法,利用动态位移仿真信号进行了实验验证。结果表明：该滤波算法能够有效降低装置动态位移监测数据中噪声的影响,利用滤波算法对仿真信号进行降噪处理之后,可以提取出信号中包含的结构固有频率。     

侧扫声纳探测技术的研究现状及发展

侧扫声纳是海洋地形地貌测量的必备仪器之一。主要介绍了侧扫声纳探测技术的研究现状,重点阐述了其最新研究进展,给出了侧扫声纳技术未来的发展趋势。针对国内外实际应用需求,提出了几点建议,以期为我国侧扫声纳技术相关研究提供参考。     

合成孔径声纳技术以及在海底探测中的应用研究

合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优势。结合海底管线探查案例,详细分析了该设备的应用情况,并与浅地层剖面仪实际获取的图像进行了对比,验证了双频合成孔径声纳在海底探测中的适应性和探测能力,最后对该技术的研究与应用方向进行了展望。     

海底管道综合探测技术及东方1-1管道不稳定因素

海底管道在海洋油气工业中发挥着重要作用,必须定期或适时检测管道状态以保障其安全运营,这是海底科学新的研究领域。介绍了海底管道综合调查技术(包括侧扫声纳、多波束测深、浅地层剖面等)的基本原理及其在东方1-1海底管道调查中的应用,并利用调查结果分析了威胁该管道安全的主要因素。调查结果表明,管道周围海床冲刷和沙波移动均可造成管道悬跨,威胁管道安全,并提出了加强安全监测建议。     

海洋-声学-探测模型的并行预报技术研究

针对声纳探测性能预报的需求,建立了海洋-声学-探测模型,实现了并行计算。该模型将海洋数值预报模式、声学模式与海洋观测资源进行整合,辅以战术需求,实现了对水声环境和声纳探测性能的动态预报和估计。同时,结合高性能计算机系统,设计并实现了模型的并行算法,结果表明,该程序具有较高的并行性能,较好地满足了声纳探测性能预报对实效性的要求,为形成业务化海洋水声环境预报能力打下了良好的基础。     

泥沙掩埋海底光缆探测技术研究

鉴于海底光缆路由探测成果可为已有光缆维护与新增光缆铺设提供数据服务和决策支持,以我国东部海域某地区的海底光缆为例,对泥沙掩埋海底光缆进行探测与定位研究。针对上覆泥沙介质强波阻抗界面与海底光缆管径较小的特点,采用具有孔径合成、低频穿透、高分辨率特点的合成孔径声纳技术,对海底光缆的路由情况进行研究。实践证明,合成孔径声纳技术在泥沙掩埋海底光缆探测和识别方面取得良好的探测效果,可在实际工程中推广应用。     

复指数方法降噪技术及其试验研究

实测信号中的噪声,以及模型阶次的不确定性给模态参数的准确识别带来困难。以提高模态参数识别精度为目标,提出基于模型定阶和信噪分离的复指数模态参数识别方法。该方法借助奇异值分解技术确定模型阶次,采用结构低秩逼近方法进行信噪分离。在此基础上,利用复指数法进行模态参数识别。分别选取一维的悬臂梁模型和二维的悬挂板模型进行物理模型实验,结果表明:该方法提高模态参数的识别精度,尤其是阻尼比的识别精度,具有较好的工程应用前景。     

海洋水声调查及信号处理方法的研究

水声环境包括海洋中影响声信号传播的各种参数,传统上,这些参数的测量都是由从事水声及其设备研究的专业人员进行,而且需要许多实验室测量仪器,所以,一直被称为水声实验。就如何将海洋水声参数的测量工程化,实现多航次、大面积的高效率水声调查,对信号获取方法、信号分析与处理方法进行了探索性研究,并在专门的数据处理软件研制中,对提出的联合时频分析法进行了验证。     

中远海综合测量技术设计与实施的合理化探讨

中远海测量具有作业海区远、航次时间跨度长、测区环境复杂、气象条件变化大、测区已知资料少等特点,对作业人员和测量设备都是一个大的挑战。在作业中,综合测量还要充分考虑声学设备之间的信号干扰和作业模式的相互干扰等问题。针对中远海综合测量的特点,对综合测量技术设计、仪器设备的准备、食品的补给、综合测量实施中注意的问题等提出了合理化建议。     

基于LabVIEW虚拟海底正压冲固桶基检测仪研究

为了实时检测海底喷冲桩坑的形状和体积,对正压冲固平台海底桩坑坑形声纳分层旋转扫描检测技术进行了研究,运用最小二乘法和分段插值算法实现了3D桩坑坑形实时仿真显示。实验结果表明,该系统具有运行可靠、高效、实时性强等特点。     

海洋声学调查数据处理系统的实现及关键技术

针对目前我国海洋水声环境调查需求,结合国内现有的技术条件和现有的处理方法、原理,详述了海洋声学调查数据处理系统的实现途径及关键技术的解决,该系统软件满足我国目前海洋调查的需求,提高了海洋环境数据处理的自动化、数字化和信息化程度。     

基于ARM和北斗通讯的水声浮标技术应用研究

水声浮标是进行海洋声学调查的重要设备,传统的浮标采用基于计算机的数据采集方式和短波通信方式,其可靠性较差。文中介绍了基于ARM的数据采集存储系统和北斗通讯方式的浮标工程技术应用设计方案,结合传统浮标系统对比分析了其系统集成的实用性、先进性、适应性,并提出了进一步的改进措施。     

无舵翼水下机器人路径跟踪控制研究

针对无舵翼水下机器人的各种不同任务要求下的路径跟踪控制进行研究。通过模拟人的运动行为,建立了虚拟避碰声纳模型。根据地形跟踪的方法提出基于虚拟声纳的路径跟踪控制方法,并通过考虑纵向速度对于其他各个自由度运动的影响设计了运动控制器。通过海上试验验证了所提出的路径跟踪控制方法对于无舵翼水下机器人是可以满足实际需要的。     

自主回收UUV水声定位与遥测遥控导引技术研究

针对 UUV 任务结束或能源不足时自主回收的需求,深入研究了 UUV 中远程水声定位与遥测遥控导引技术,完成了水声定位与遥测遥控导引系统方案设计,重点研究了 MFSK、OFDM、扩频等水声遥测遥控调制方式。 通过分析和对比,设计了一种正交混合扩频调制方式,并采用相干二维搜索技术,提高扩频技术多普勒补偿能力。 开展了湖上静态与动态跑船试验,试验数据结果表明:水声水平定位精度优于 0. 5%,水声遥测遥控系统解算误码率达到了 10^-3 数量级,可有效引导 UUV 回收作业。     

港口航道图测量工作量自动计算系统研究

港口航道图测量工作量的计算是测绘计划编排和任务管理的基础性工作,一直以来完全采用手工方式操作完成,具有计算工作量大、精度不高、容易出错等缺点。探讨了基于GIS技术的港口航道图测量工作量自动计算系统的主要研究内容,采用GIS技术中的成熟空间操作算法,系统实现了图幅各类多边形的全自动提取、自动裁剪、自动拼接、自动扩展,最终实现工作量的自动计算,从而取代繁琐的人工操作,最大限度实现工作量计算的自动化,改进测绘生产管理效率。