基于垂直线列阵数据提取浅海波导声传播参数的模值追踪法

垂直水听器线列阵接收的声数据或其互谱密度矩阵可以用来提取浅海波导声传播的简正波模深度函数、水平波数和海底参数。在实际应用中,布放在海洋中的垂直水听器线列阵不可避免地产生倾斜。计算机仿真结果表明,垂直阵的倾斜使提取参数误差大幅增大。针对此问题,提出模值追踪法,构建模值追踪代价函数,对垂直水听器线列阵声数据互谱密度矩阵的本征矢量的模值进行逼近。仿真结果表明,模值追踪法可以有效消除基阵倾斜的影响。在仿真条件下,水平波数估计误差小于0.1%,海底相移估计误差在±1.1范围内。

现代深水多波束测深系统简介

对目前国外深水多波束测深系统的发展状况进行了介绍,以目前世界上最流行的深水多波束测深系统EM120为代表,介绍了其技术特点和性能指标。并且阐述了深水多波束测深系统的发展趋势。

基于MPI+OpenMP混合编程模型的并行声纳信号处理技术研究

针对多核分布式共享存储集群的特点,提出了一种基于MPI+OpenMP混合编程模型的声纳信号处理并行计算技术,该模型结合了消息传递和共享存储两者的优点,为现代声纳信号处理中海量数据的实时处理及复杂算法的实时实现提供了解决方案。

薄壁压电圆管水听器灵敏度分析

借助ANSYS软件分析结构件对水听器灵敏度的影响,通过优化结构设计,使薄壁压电圆管水听器在工作带宽内拥有更好的平坦性。论文中压电陶瓷圆管直径为10mm的水听器,在10Hz^80kHz工作带宽内,灵敏度值-200dB左右,起伏可以做到±3dB,基本涵盖了目前拖曳阵声呐中所有的应用频段,降低了拖曳接收阵水听器选型困扰。

一种声学参量阵的研究

对参量阵激励信号进行了分析设计,并通过参量阵样品的实际测量,对不同激励信号下参量阵自解调声场的特性进行了验证,结果表明:单边带调幅信号输入时声场的谐波幅度较双边带调幅信号输入时的谐波幅度小,并且差频波声源级高;参量阵在相同激励信号下,差频波声源级随输入功率的增大而迅速增大,但功率太大可能会导致功率放大器产生非线性作用,从而增大谐波幅度。

基于Hash索引的声纳数据分布式存储策略

本文借鉴大数据中的HDFS分布式文件系统的设计思想,提出一种适用于声纳数据分布式存储策略,该策略将数据分布式存储在多个存储设备上,使得读写速率随设备节点数增加而线性增加,解决了读写速率不足的问题;采用在单个存储节点上将大数据文件分块形式存储,提高单个存储设备的读写速率,同时解决了一写多读的问题;以Hash检索代替传统文件查询定位,并结合数据分块,提高了大数据文件检索回放速率.

三维成像声纳阵型优化方法研究

三维成像声纳在成像过程中需要对上万个波束进行实时波束形成,这将导致成像算法因运算量庞大,无法满足实时成像的需求。针对这一问题,本文提出一种分级子阵波束形成算法以减少成像算法运算量与存储量,从而提升效率。通过对平面阵进行子阵划分,分别从主瓣宽度、旁瓣峰值、存储量与计算量四个参数进行分析,在满足成像效果前提下,寻找一种合理的阵型划分方法,经仿真测试,在阵型进行子阵划分的条件下可以满足对水下目标实时三维成像,符合工程实践的需求。

基于有限元的基阵架变形分析设计

针对发射基阵架使用一定时间后出现了架体结构件弯曲变形的问题,利用有限元软件对基阵架的结构参数和工作载荷情况进行静力学分析与模态分析,显示基阵架的应变主要发生在支撑板与接线盒固定条处,通过对支撑板的外形结构优化设计,使其在相同工况下的应变以及共振频率都有了一定的改善。

水下三维场景实时成像系统

针对目前水下三维声纳实时成像系统前端信号通道多、波束形成计算量大的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的水下三维场景实时成像系统。采用FPGA阵列控制多路信号同步采样,优化波束形成算法对海量数据进行并行处理,同时利用嵌入式处理器PowerPC控制系统,最终由主控PC完成三维图像实时显示。实验结果表明,该系统能够在水下200 m的范围内实现分辨率为2 cm的三维成像,三维图像刷新率可达20帧/秒。

面向高速数码印花机的实时图像数据转置方法

针对PC无法实时按位转置大量图像数据而限制了数码印花机输出带宽和喷印速度的问题,设计了基于PowerPC处理器和Virtex-5系列FPGA的高速数据处理系统,运用FPGA实现了高效转置运算。为FPGA例化三个独立的DDR2控制器,通过控制器间的协同工作提高系统输出带宽;设计按位转置单元,将图像数据分块转置,利用DDR2控制器的突发传输高效地读写数据。性能测试结果表明FPGA的输出带宽高达327 Mb/s,数码印花机的喷印速度达249 m2/h,相比PC处理系统,在同等条件下性能提升明显。

基于柯西RS编码的网络丢包恢复算法研究

为提高多媒体系统中视频数据包的丢包恢复率,在传统柯西RS编码和对角交织的基础上,提出对多帧视频数据包进行二次柯西RS编码的优化算法。通过动态选取适当的柯西矩阵,用一次矩阵运算实现对视频源数据包的二次柯西RS编码,并对对角交织进行变形以适应视频数据包的特点。实验结果表明,与传统柯西RS编码算法相比,该算法在相近的解码性能、解码延时和校验包数情况下,能明显提高丢包恢复率。

基于H.264编码域的显著运动检测算法

视频监控中运动目标检测算法易受背景、噪声等因素的影响,导致运动检测准确性降低。针对该问题,提出一种基于H.264编码域的显著运动目标检测改进算法。该算法基于编码过程中帧间运动预测模块输出像素值的绝对差值和,计算其标准差以作为运动判据,同时自适应设置运动判断阈值,以降低背景和噪声的影响。实验结果表明,相比于传统的低复杂度算法,该算法能有效降低背景和噪声等因素的影响,提高显著运动目标的检测准确性。相比于传统的运动检测算法,该算法保持了计算复杂度低的特点,算法复杂度仅为帧间差分法的18.3%,更适用于实时性要求高的监控系统。

基于矩阵空域滤波的窄带MUSIC算法研究与应用

针对经典MUSIC谱估计算法对输入信噪比要求较高和对干扰信号没有抑制能力的问题,采用基于矩阵空域滤波预处理的窄带MUSIC算法,实现了较低信噪比下目标分辨概率提高的效果,并且很好的抑制了阻带内的干扰信号,该方法能够一定程度上提高目标方位分辨力。

利用阵元串并方式拓宽圆柱阵垂直波束宽度

在保证基阵增益变化不大条件下，通过调整阵元的串并组合方式增大基阵垂直波束宽度来拓宽圆柱阵的垂直观察范围，并用试验验证了此方法的可靠性和正确性。

匹配网络调谐中调谐电感的多值性

匹配网络具有收发转换、变阻、调谐三种功能。调谐是通过外加感性负载与换能器容抗调谐从而实现近似纯阻负载,调谐电感的数值取决于工作频率和换能器的容抗大小,一般在频率及容抗确定后调谐电感值也就确定。但在采用自耦变压器作匹配网络时情况并非如此。本文从实践及理论上证明谐调电感的多值性。并对如何选取电感值提出建议。