宽带多波束渔用声呐显控系统设计及关键技术研究

针对宽带多波束渔用声呐实时探测数据量大、处理数据慢等特点,设计了一种宽带多波束渔用声呐显控系统。该系统采用控制层、显示层和数据层3层架构设计,运用多线程技术实时处理数据,并采用多种插值方法实现声呐图像可视化。经过试验对比分析,声呐图像采用双立方插值算法其PSNR值为29.36 dB,可视化效果较好。为进一步提高声呐图像分辨率,采用中值滤波、均值滤波、双边滤波及高斯滤波算法对声呐图像进行去噪效果对比,其PSNR值分别为29.67 dB、28.66 dB、27.64 dB、28.09 dB,结果表明,中值滤波算法去噪效果较好。通过反复试验和论证,本系统可实时高效探测目标信息,可作为宽带多波束渔用声呐设备的显控软件,具有较强的实用价值。

基于导流方法的真空吸鱼泵改进与试验

针对真空吸鱼泵起捕过程中存在鱼体损伤和起捕效率低的问题,该研究对集鱼罐的结构和吸鱼泵的工作方式进行改进。进鱼管穿过集鱼罐底进入集鱼罐内部,在进鱼管的顶部设置倒置的喇叭状导流结构,起捕时,鱼水混合物进入集鱼罐后分离,鱼留在集鱼罐内,水被排出集鱼罐。以鱼水比1:1时的数据做比较基准,当鱼水比分别为1:2、1:3、1:4、1:5时,经计算,输送相同质量的鱼,改进吸鱼泵用时比真空吸鱼泵分别减少20.4%、30.6%、36.8%和40.8%。开展真空吸鱼泵和改进吸鱼泵吸水过程的数值模拟分析并进行试验验证。结果表明,与真空吸鱼泵样机相比,改进吸鱼泵的集鱼罐内涡流不明显,输送能力不随鱼的提升高度而变化;改进吸鱼泵的输鱼友好性更强,鱼体无损伤。研究结果可为大型鱼类起捕装置设计提供理论依据和参考。

圆柱阵多波束渔用声呐波束形成性能分析

圆柱阵多波束渔用声呐是海洋渔业精准捕捞的重要声学设备,可实现探测水域的全方位扫描,其波束形成能力是反映渔用声呐探测性能的主要技术指标之一。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐波束形成能力分析出发,利用水声学算法仿真方法,分别对垂直和水平方向波束形成进行仿真,分析了幅度偏移、相位偏移及频移对圆柱阵垂直和水平方向波束形成性能的影响。结果显示:幅度和相位偏移对圆柱阵垂直和水平方向主瓣影响较小,主瓣变宽;对旁瓣影响较大,旁瓣明显增大;当偏移量在-5~15 dB时,对第一旁瓣增益影响在3 dB以内,当偏移过大时对其影响可达6 dB以上;频移对波束指向性影响较小,工作频点对波束主瓣宽度有较大影响,主瓣宽度偏差约在3°左右。本研究可为自主研制高精度、远距离圆柱阵多波束渔用声呐提供参考。

海洋渔业声学装备关键技术研究进展

海洋渔业声学装备在海洋渔业精准探测、高效捕捞中有着重要应用,其关键技术的改进对于装备性能提升至关重要。本研究分析了海洋渔业声学装备关键技术国内外研究现状,论述了单波束、双波束、分裂波束和多波束关键技术的研究进展,并重点阐述了近十年来多波束、多频和宽带关键技术在海洋渔业声学装备方面取得的重大进展。研究表明,国内渔业声学装备关键技术虽取得了一定进展,但与国外先进技术还存在较大差距,文章最后对国内渔业声学装备关键技术未来发展进行了展望。

基于IncoPat数据库的探鱼仪技术发展态势分析

探鱼仪是一种重要的海洋渔业探测装备,在海洋渔业精准高效捕捞中有着重要的应用前景。为快速全面的了解全球探鱼仪领域关键技术的研究进展,本研究基于IncoPat专利数据分析平台,利用专利数据挖掘并分析探鱼仪技术的申请趋势、地域分布、重点技术领域与主要申请人及申请人专利价值等,通过可视化方法展示该技术领域的创新情况与研发态势。结果表明:目前,探鱼仪技术正处于高速发展期,其专利申请主要集中在中国,国内相关科研机构、高校及企业已经意识到探鱼仪的重要潜在价值,均加大了对该技术领域的研究。尽管国内探鱼仪技术领域专利申请较多,但与渔业发达国家相比,其专利质量仍有较大差距。本研究提出了促进中国探鱼仪技术可持续发展的建议,为未来探鱼仪技术的进一步发展提供参考。

一种基于QMC-APF的检测前跟踪算法

针对粒子滤波检测前跟踪算法中存在的粒子数目大,导致计算量和存储量大的问题,提出了一种基于拟蒙特卡罗的辅助粒子滤波检测前跟踪算法。该算法通过引入拟蒙特卡罗思想,产生低差异序列代替原来算法中的伪随机序列,使得粒子分布更加均匀,可以有效降低粒子数;采用辅助粒子滤波算法,对粒子进行两次加权操作。实验仿真表明,在对雷达弱目标进行检测与跟踪的过程中,该算法能够在保证算法性能的同时减少算法中的粒子数目,有效降低计算量和存储量。