AUV全局路径规划环境建模算法研究进展

AUV的路径规划算法是AUV最为核心的技术之一。本文在分析AUV自主巡航技术背景的基础上,综述针对海底环境的全局路径规划环境建模方法的研究现状,并比较栅格法、拓扑法和可视图法的优缺点;讨论了国内外学者在探索海流对AUV全局路径规划环境建模影响方面的研究进展。基于对AUV海流影响研究现状,展望了该领域的发展方向,并给出了2种考虑洋流影响的AUV全局路径规划环境建模算法。

水下光学图像处理研究进展

水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据。在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进展,重点论述了基于成像模型的图像复原方法和图像增强方法两个最为活跃的研究方向的研究现状。根据水下光学图像处理研究热点,分别从考虑光的前向折射,水下成像模型和图像增强算法结合,引入相关领域新型算法和提高图像处理实时性的角度,展望了水下光学图像处理研究的发展趋势。

水下目标偏振光学成像实验研究

搭建一种水下目标偏振光学成像探测水槽实验平台,研究斯托克斯矢量参数图像成像效果。根据图像信息指标探讨两种成像观测角度偏振图像采集方案以及最佳水下目标物距离,并分析在水体环境中多种目标材质以及不同浑浊度下目标物偏振特性信息变化。实验结果表明,采用0°、60°、120°成像采集方案,在相对较远距离以及较为浑浊的水体环境中,获取的不同材质的目标物其偏振图像仍满足目标物信息需求。由此可见,通过水下偏振光学成像获取到的图像能够较为理想地反映水下目标物的边缘细节、纹理轮廓等重要信息。

水声定位方法研究进展

水声定位是实现水下定位的关键技术,也是近年来的研究热点。以声速修正和基阵布放为切入点,针对声速不确定、基阵布放设计不合理等问题综述提高水声定位精度的研究进展。针对基阵布放问题,重点对比基阵尺寸及基阵阵型阵元2种改进方案的研究现状。研究表明,为提高水声定位精度,进一步的研究应在以下3个方面展开:在声速修正方法研究中,遗传算法和粒子群优化算法相结合,可以在不提高计算量的情况下优化稀疏有效声速表,使定位精度得到进一步提高;基于组合基阵定位系统辅助的声速修正算法能够使定位误差更小;综合考虑阵元数目与所需定位精度的折中方案,能够本着降低布放成本的原则,通过优化不同阵元间距来提高超短基线的定位精度。

基于ECM的水听器设计及信号采集实验方案

设计了一款成本低、安装灵活且技术成熟的驻极体电容式水听器电路,搭建了水声信号采集实验平台,以测试水声设备试验中水听器是否处于正常工作状态,并借助Adode Audition软件进行水声信号采集、存储以及回放。通过接收信号时域波形及其频率分析和事后回放,分析不同信号调理电路增益、不同通信距离下水声采集信号波形及频率特性变化。实验结果表明,水听器处于正常工作状态,满足传感器工程应用需求,采用水听器放大电路增益为237.6时采集到的信号波形质量更优,且在相对较远通信距离下,水听器采集的信号波形及其频率特性仍满足信号处理需求。