海洋测量技术在输水隧洞进水口检测中的应用

本文以某输水隧洞进水口岩塞爆破后水下检测为例,综合利用多波束声呐、水下机器人、彩色图像声呐等声学和光学相结合的海洋测量技术,获得高精度、全覆盖、高时效性的输水隧洞进水口测量数据。检测结果显示：多波束声呐水下地形测量地形分辨率达1.25 cm,实现输水隧洞进水口岩塞爆破后的形状、尺寸、平面位置、高程及洞口周围边坡高精度检测;水下机器人深入隐蔽复杂的隧洞水底环境,搭载的彩色图像声呐剖面扇扫可拟合隧洞进水口岩塞段、锁口段和集渣坑断面,高清水下摄像呈现了爆破后洞身衬砌质量和集渣坑内块石堆积状况。本文综合利用海洋测量技术,实现了复杂环境水下隧洞的安全、高效、全覆盖检测,其技术手段可为相关水下工程测量提供借鉴。     

基于GPS-RTK技术的穿越河流管道外检测方法

针对穿越河流管道检测的工程需求问题,研究了基于GPS-RTK技术的穿越河流管道外检测方法,综合运用DM管道防腐层检测仪、测深仪、GPS、全站仪等构建穿越管道外检测系统,通过采取岸边检测和水下检测的方法,实现了对穿越河流管道的精确探测,达到了保证穿越河流管道安全运行的目的,能为水下管道运行、检测及维修提供数据和信息支撑。     

探测机器人技术在危化管线探查和隐患排查中的应用

主要介绍了CCTV探测机器人在危化管线隐患排查中的应用。随着管线探测技术的发展,CCTV机器人检测技术开始越来越多的应用到了危化管线的探查和隐患排查中并发挥了重要的作用。介绍了危化管线的危害,比较了传统管线探测方法和CCTV探测机器人技术的优缺点,通过试验验证CCTV探测机器人技术在危化管线探查和隐患排查中的应用效果,为进一步研究不同危化管线环境下CCTV探测机器人的应用效果提供参考和指导。     

多波束贴近探测在海管悬空病害治理中的应用

在复杂的海洋生态环境下,随着海底管道服役年限的增加,海底管道的裸露、悬空病害现象显著,严重威胁着海洋石油生产安全。为了准确评价海管悬空病害发育程度,指导治理工程施工作业。采用水下机器人（ROV）搭载多波束测深仪,开展近距离探测的方法。确定了海底管道准确的悬空段位置、悬空高度及悬空长度,引导了悬空抛石治理作业,评价了治理效果。结果表明：ROV搭载多波束测深仪能近距离贴近管道,完成精细化探测,避免海面波浪、潮涌对多波束探测的影响,较为准确地评价病害程度并指导治理施工。     

基于ORB-SLAM2算法的水下机器人实时定位研究

随着近几年视觉SLAM的快速发展,为机器人、无人机、汽车等导航定位提供了更多选择。针对当前水下机器人定位技术存在的系统复杂、操作难度大等问题,本文提出了一种基于ORB-SLAM2算法的水下定位方案。利用单目相机作为传感器,构建了单目视觉SLAM水下机器人定位模型,完成像素坐标系到世界坐标系的转换,介绍了ORB-SLAM2算法定位涉及的关键技术。通过水下理想环境试验,对ORB-SLAM2算法在水下定位性能进行了综合评价,通过海洋环境试验证明ORB-SLAM2算法可以有效对水下机器人进行实时定位。     

水下电缆探测技术浅谈

水域电缆位置探测直接影响到各项水域工程的设计施工安全和保障电力、通信的畅通。本文根据工作经历，对水下电缆探测技术进行了简要分析，提出目前采用的几种方法。     

基于水域机器人的水下地形测量系统研究与应用

本文首先介绍了水下地形测量系统方案,结合我院引进的水域机器人测量系统,介绍了水域机器人测量系统水下地形测量作业流程,将水域机器人测量系统应用于渠口坝景观大桥工程水下地形测量,结果表明,该水域机器人测量系统测量数据质量较好、成果可靠、能降低测量人员的劳动强度、大大提升作业效率,较好的为生产服务。     

国内首台用海流发电的水下风车研制成功

浙江大学研制的国内第一台新型海流能源利用装置——“水下风车”模型样机近日在舟山地区岱山县进行了海流试验并发电成功。据“水下风车”研制人之一的浙大机械与能源学院教授李伟介绍,这种利用海流能量的水下发电装置是一种新型能源机械及控制系统,本世纪初才开始在国际范围内被研究。这台“水下风     

基于三维声呐点云的河口水闸水下结构安全评估

河口水闸水下结构安全对于水闸工程、整个河道,以及周边居民地的安全具有重要意义。在低可视度的水体环境中,采用传统人工潜水探摸方式进行水下结构安全检测效率低下。为提高效率,三维扫描声呐逐步应用于相关水下结构的安全检测中。本文以BlueView BV5000型三维扫描声呐系统在苏州河河口水闸水下结构的实测数据为基础,经滤波、测站拼接等处理过程,利用所得三维声呐点云对该水闸的水下结构进行安全评估。采用人工探摸方式对评估结果进行验证,结果表明,三维扫描声呐在水下结构安全评估中具有优越性,可为后续运维保障提供数据基础。     

极化信息在水下地形SAR探测中的应用

现有的水下地形SAR(Synthetic Aperture Radar)探测模型尚未综合应用SAR的极化信息。本文基于Valenzuela的雷达散射截面表达式与袁业立提出的海波高频谱表达式,并结合全极化SAR相干斑抑制的极化白化滤波法,将极化信息有效地运用到水下地形SAR探测中去。最后,以中国台湾浅滩为例,分别利用Radarsat-2单一极化和全极化影像开展水下地形SAR探测研究,探测结果表明充分利用全极化信息的探测精度明显优于单一极化信息的探测精度,利用极化信息可以有效地提高水下地形SAR探测精度。     

水下地形测量成果质量检验若干问题探讨

由于在GB/T 24356—2009《测绘成果质量检查与验收》中,针对水下地形测量的检验内容过多兼顾相关规范对流速、流向、底质等探测的要求,使得一般的水下地形测量成果检验时参照执行不方便,该文结合实际工作,对水下地形测量成果质量检验方法进行了研究:对水下地形测量成果质量元素及权的划分、样本的确定、特殊水下地形精度检测、粗差率的扣分标准等几个方面作了总结分析,为水下地形测量成果质检提供了操作性较强的方案。     

大坡度水下地形的SAR遥感模拟仿真

根据星载合成孔径雷达(SAR)的成像机理,建立了浅海水下地形的数学物理模型,提出了利用该模型进行水下地形计算的数值方法.利用该模型和方法对大坡度水下地形进行数值模拟,分析了大坡度水下地形的地形坡度与SAR探测程度的关系,发现在水下地形坡度较大的情况下,SAR可测量水深达100～200 m.通过对曾文溪附近海域水下地形的数值模拟,证明了SAR对大坡度水下地形的探测深度.     

探测海底内部地质构造的浅地层剖面系统

海底表层探测可以使用诸如水下摄像、侧扫声呐等水下特种设备实现,但海底内部形态和构造就无法直接获取,这可怎么办呢?为了解决这一难题,一种名为浅地层剖面系统的设备应运而生,就像医学中的光学影像可以探测身体内部秘密一样,该设备可以探测海底内部秘密.     

侧扫声呐图像精处理及目标识别方法研究

侧扫声呐(side scan sonar ,SSS)系统,作为水下地貌图像的获取设备,因价格低廉、分辨率高等优点在海洋工程、水下目标探测和识别等领域得到了广泛的应用.而目前SSS水下目标探测和识别均依靠人工判读,效率低下且精度难以保证.据此,论文开展了侧扫声呐数据精处理及目标识别方法研究.     

多波束水体影像中噪声干扰的削弱方法研究

多波束水体影像在水下目标探测和识别方面具有较高的应用价值,但受波束旁瓣效应、第三方声呐干扰及复杂的海洋环境噪声等影响,水柱影像中噪声严重,给图像质量和水下目标探测及识别带来较大困难。在分析噪声来源及成因的基础上,根据其空间分布特点,提出了基于强度分布规律的异常"弧圈"检测与消除方法和基于图像交集和差集运算的背景噪声削弱方法,实现了水体影像中噪声的综合抑制,保留目标的同时改善了水体影像的质量。     

基于GNSS的自主巡航四足机器人及远程监测系统设计

针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS／北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以实现自主巡航和自动调节路线.该机器人配备的多种传感器模块可以实现对环境温湿度、风速等参数的采集,同时将收集到的数据进行分析、处理和发送.基于该功能开发的监测系统可以实现对机器人的实时监测,包括运动轨迹和位置信息,并通过无线网络对机器人发送控制指令,实现远程遥控功能.实验结果表明,该自主巡航机器人及其监测系统能够实现精确定位和路线实时调整,提高了机器人探测工作的精准性.      

基于虚拟监控技术的机器人系统

介绍了一种虚拟现实技术(VR)与智能机器人监控技术协同作业的机器人系统，该系统使用虚拟现实技术建造具有良好交互性的人机界面，并且结合智能机器人监控技术，实现了虚拟监控操作。通过机器人系统，将虚拟操作结果作为一个整体对象投射到工作现场，完成了实际作业，并以水下机器人检查钻井平台水下部分的焊缝工作为背景，说明了本系统各种功能的实现过程。     

多波束合成孔径声呐技术研究进展

随着近年人们对海洋科学研究的迫切需要,水下目标精细探测与成像声呐技术逐步成为国内外研究的热点。本文重点分析了国内外主流多波束测深声呐技术与合成孔径技术的发展现状和趋势,并结合二者技术优势提出了一种多波束合成孔径声呐探测机理。研究讨论了多波束合成孔径声呐关键技术的研究进展,通过试验,初步验证了其探测机理的有效性和提升水下目标分辨能力的潜力。     

管线实地状况的测定

探测敷设在水下管线的位置是一项复杂而困难的工作。一般采用不接触法,这种方法是根据工程技术作业中物理场的变化而进行的。在这方面,声学和电磁波的方法得到广泛应用,常常用声学的方法研究水下泥土断面的构造和水底地表面的地貌特征。在探测水下泥土断面构造时,使用自动记录纵断面测绘器和低频回声测深仪;而在研究水底表面地貌时,则使用侧向扫描水中探测仪。     

一种兼顾全局与局部特性的机器人动态路径规划算法

A*算法的规划路径全局最优,但存在拐点多、拐角大的缺点,而人工势场法的规划路径虽然平滑,却无法满足全局最优的要求。为达到机器人快速到达、安全避障的目的,分别对A*算法和人工势场法进行改进,并将两者相结合,提出一种兼顾全局与局部特性的机器人动态路径规划算法。全局路径规划采用剔除冗余节点的A*算法,生成局部目标节点序列;局部路径规划采用改进的人工势场法,提出5方向障碍物探测法替代原有斥力模型,大大减小运算量;设置最小引力场,引导机器人脱离局部最小点;采用扇形区域探测法,有效规避小型动态障碍物。仿真实验结果表明:与传统A*算法与人工势场法相比,该方法不仅生成全局最优平滑路径,而且还能够在顾及机器人移动控制的前提下,及时规避动态障碍物。