不同颜色照明下的水下成像差异研究

针对低照度、浑浊水质环境中水下成像系统观测能力受限的问题,从辅助照明光源的角度,设计了水池实验方案,分析不同浑浊程度的水质条件下光源光谱特性对水介质散射特性的影响。实测数据分析表明,不同颜色的辅助光照明下,水体的散射系数存在差异,低浓度的水体对蓝光的散射系数较大,蓝光照明的成像效果并不理想,而随着浓度增加,红光的散射系数逐渐接近甚至大于蓝光。研究结果不仅有助于优化水下成像系统中照明光源的参数设置,而且能够为去散射方法的应用,以及获取高质量的水下观测视频提供强有力的技术理论支撑。

基于SDHC卡阵列的大容量存储系统设计

设计的基于SDHC(secure digital high capacity)卡阵列的大容量存储系统,能够连续、大容量地存储由DSP(digitalsignal processor,数字信号处理)传递来的数字信息.系统采用基于DSP、MSP430单片机和多片SDHC卡的设计方案.其中以DSP作为核心芯片,负责数据的采集和存储管理,以SDHC阵列作为存储介质,以FAT32文件系统作为存储形式,采用单片机负责电路的通信和控制.此外,系统集成读卡功能,存储在SDHC阵列中的数据可以通过USB2.0接口高速地读取.运行测试结果表明,系统工作稳定,各项性能指标均可以达到设计要求.

基于限制对比度颜色校正的水下图像增强

针对水下图像对比度低、颜色失真的问题,提出了限制对比度自适应的颜色校正模型算法,在灰度的基础上,先求出RGB各个通道的均值然后进行对比判断,根据均值的大小来决定是一端线性拉伸还是两端线性拉伸。该方法基于颜色平衡、RGB色彩模型和HSI颜色模型的对比度校正。基于增强水下图像质量的需求,该算法在CLAHE分块进行局部处理方式的基础上,对每小块区域进行限制对比度,然后运用颜色校正模型算法,并采用双线性插值来提高算法的效率,实验结果表明该算法更加优异。

微型低功耗数据记录仪设计

为了在电池供电且安装空间狭小的使用条件下,实现对测量数据的大容量存储,设计研制了一款微型低功耗数据记录仪.该记录仪以定点DSP(digital signal processor)TMS320VC5509A为核心,具备信号放大、程控滤波、数据采集和存储功能.该记录仪以不到8 cm2的小尺寸,实现了最高800 kSPS的数据采样及存储,且整体功耗小于800 mW.数据存储介质采用普通SDHC卡,存储格式为FAT32,读出方式为USB口,且支持2.0协议.测试结果表明,该系统可以长时间稳定工作于黑匣子记录模式.

一种水下运动目标高精度定位方法

提出基于差分GPS(DGPS)技术和超短基线水声定位技术的水下运动目标定位方法,并推导出定位解算数学模型。所构建的水下运动目标定位系统,经工程实践证明,定位精度优于2m。

混响噪声局部平稳条件下次佳检测方法研究

在东海海域的沉底小目标探测中,混响严重影响了回波信号对有效目标的探测。基于混响信号的局部平稳性结论,采用分段白化滤波器实现了混响背景下的信号次佳检测。仿真结果和海上实验结果均表明,该方法可以较好的抑制混响。

磁探仪苜蓿叶应召搜索搜潜建模与仿真研究

根据飞行气象学中风对飞行影响的描述,结合磁探仪应召搜索的特点,建立了反潜巡逻机使用磁探仪执行苜蓿叶搜索时的航路模型,并仿真分析潜巡逻机与潜艇初始位置、潜艇初始散布误差、潜艇经济航速条件下,磁探仪搜索概率变化的情况,为磁探仪的优化使用和搜潜训练奠定了基础。

基于51单片机的IRIG-B时间码解码接口卡电路设计

IRIG-B格式时间码将标准时统送来的IRIG-B码,解码出时、分、秒,并加入毫秒信息,通过PCI总线接口卡送入计算机,校准该机的系统时间。本文给出以MCS-51单片机为核心的IRIG-B时间码解码PCI总线接口卡电路设计和程序流程。

电子设备远端开关控制系统设计

本文提出了一种用于电子设备远端开关控制的系统设计方案。其中介绍了系统的构成,给出了所采用的关键器件的型号和主要性能指标,提供了基于MSP430F149单片机的程序流程。最后,依此方案研制了控制系统实物。对实物的测试结果验证了提供方案的可行性。

大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计

分析了大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计特点.基于反摄远结构引入一个高次非球面设计了相对孔径为1/1.4,水下全视场66°,焦距11.85mm,光谱响应范围0.48～0.60μm,采用平面水密壳窗的水下专用摄影物镜.全视场MTF在空间频率42lp/mm时高于0.4.与相同技术要求下全部采用球面透镜的设计进行比较,表明该摄影物镜结构更简单,成像质量也更优异,能够满足深水微光摄影物镜对大视场、大相对孔径、小型化、轻量化的需求.

一种海水透明度测量新方法的研究与实现

随着海洋光学探测技术的不断发展,传统的海水透明度测量方法已无法满足当前对海洋环境参数全方位、多角度、动态实时测量的要求。文章依据海水透明度的光度学定义,提出了一种测量海水透明度的新方法,并基于常用的光学器件及测量仪器,设计了一套海水透明度的实时测量装置,介绍了测量装置的安装调节方法。理论分析和实验均表明,该测量装置可以有效实时测量海水透明度。

基于功率谱分析的水下发射噪声测量系统研究与实现

对水下发射噪声测量方法进行研究,研制一套符合近场测量方式的自容式宽动态范围水声信号测量存储设备。结合虚拟仪器技术特性,对基于虚拟仪器技术的发射噪声测量分析系统的总体结构和技术途径进行研究,并提出了解决方案。研究结果为后续水下声学测量装备研制、关键技术指标的选定和目标精确判读定位等提供强有力的技术支撑。

基于扩展卡尔曼滤波的水下目标测量系统

为实时、准确获取水下目标的航迹,设计采用运动通信平台获取目标的相对位置,进而推算目标航速和位置。采用扩展卡尔曼滤波方法对测量数据进行处理,推导了卡尔曼滤波算法,建立了目标状态方程和测量方程。针对系统的非线性测量方程,采用雅克比矩阵进行线性化处理,进而建立了扩展卡尔曼滤波算法。通过实例仿真分析,结果表明,该算法收敛速度和估计精度能够满足系统的应用要求,是有效、可行的。

一种水下残骸精确定位方法

针对海上沉船、空难等事故水下残骸搜索工作难的问题,提出一种基于图像声纳和差分GPS的水下残骸搜索和精确定位的方法,该方法单位时间内有效扫描面积较大,定位精度高,实用性强。

一种多台交会测量数据的实时融合处理方法

为了进一步提高光电经纬仪伺服引导的精度,提出了一种多台经纬仪交会测量数据实时融合处理方法。该方法充分利用各测站的测量信息,通过自动优选交会方法、最小二乘数据融合算法以及外推引导函数的生成等实时数据融合算法计算得到经纬仪引导数据。结果表明,该方法大大提高了光电经纬仪的伺服引导精度。

一种基于单片机的HDLC通信卡设计

本文给出了一种基于HDLC(High-level Data Link Control)协议的数字通信卡设计方案。该方案采用MSP430F1611单片机和MT8952B接口芯片相配合的架构。单片机通过RS232C串口与上位机进行通信,再控制MT8952B实现到HDLC协议的转换。依据所提供方案实现的通信卡与MOXA公司生产的C502卡的对比测试结果证明所提供方案可行。

基于时频滤波技术的时间相位信号检测方法

针对时间相位调制信号检测困难的问题,从信号时频分析技术入手,提出了基于Choi-Williams分布的TPM信号检测方法。建立了TPM信号的Choi-Williams分布检测模型,对经过Choi-Williams分布后TPM信号的理论表达式进行了推导,在Matlab仿真环境中对该方法进行了验证。仿真结果表明,Choi-Williams分布检测方法有效提高了系统的误码率性能。

某型水下照明灯智能控制平台的设计与实现

针对某水下成像过程中水下照明灯的控制问题,设计了可视化软件控制平台。该平台基于VC环境下的串口编程技术,通过多串口卡与单片机之间数据包传递的方式,实现了PC机同MCS51单片机通讯,从而达到了对灯亮度自动调节的目的。实际应用表明,该软件平台工作稳定、可靠,可实时根据水下成像照度要求对水下照明灯进行智能控制。

基于小波神经网络的波浪参数预报

预报未来时刻水下航行体的出水姿态,关键在于海浪信息的预报。在获得实测海浪谱之后,还需对其进行预报,才能得到未来某时刻的海浪谱信息。使用Matlab软件完成小波神经网络的实际构建,利用测波雷达实测得到的海浪谱数据完成频谱预报,预报目标为6~8小时后的海浪频谱数据。最后经过仿真计算,小波神经网络方法可以对海浪谱进行较为精确的预报,海浪谱预报的有效时长可达6小时。

水声瞬态信号检测方法研究与仿真

针对水声瞬态信号的突发性和强烈的不稳定性的特点,采用RPCA(鲁棒性主成分分解方法)及NMF(非负矩阵分解)两种矩阵分解算法对水声瞬态信号进行特殊值分解及去噪,构建相应的滤波检测器。通过仿真分析表明两种方法均成功地采出水声瞬态信号的相对频谱峰值,可应用于实测的水声瞬态信号的检测和分析中,具有一定的工程应用价值。