无人机遥感技术在水下环境自动探测中的应用

文中介绍了无人机遥感技术在水下环境自动探测中的应用,包括水质监测、水下地形和地貌映射、水生生物和栖息地监测以及水下文化遗产探测。通过分析无人机遥感技术在这些领域的应用案例和成效,展示了该技术如何克服传统水下探测方法的局限性,提高了探测的效率和精度,为水下环境研究和保护提供了新的技术手段和视角。

水下环境监测系统综述与展望

丰富的水下资源与人类的生产生活息息相关,对水下环境进行实时监测是保护与开发水下资源的重要手段。水下环境监测系统主要实现水下环境数据的采集和传输,并对数据进行存储、处理和分析管理。根据技术特征对国内外水下环境监测系统的发展历程和应用进行阐述,总结了水下环境监测系统的关键技术及其优缺点,对系统架构进行了分类和分析,并着重介绍了基于水下无线传感器网络的环境监测系统及其各模块的功能,对水下环境监测系统的未来发展进行了展望。

直接检测式水下环境压力补偿阀的原理及特性研究

在分析当前水下液压系统压力补偿现状的基础上 ,提出了一种新型水下环境压力补偿阀 ,应用于油源装置在常压空气环境中的水下液压系统。该阀通过直接检测方式检测周围环境压力 ,应用压差控制阀的开口和方向 ,最终使水下液压系统内外压平衡 ,达到压力补偿的目的。理论分析、仿真和实验结果均表明 。

基于子空间投影的复杂水下环境运动小目标检测前跟踪方法

针对复杂水下环境运动小目标检测中存在的目标信号强度弱、信杂比低等问题,该文提出基于子空间投影的检测前跟踪(TBD)算法:对原始图像数据截取序列片段,将3维时空片段中的短时运动航迹投影到2维子空间平面;利用2维投影图中平面航迹的形态特征进行初步筛选,提取目标的有效运动区域;将2维平面中的目标短时航迹在局部区域重建3维时序,在3维航迹回溯过程中利用目标运动特征再次筛选目标短时航迹。通过上述分级检测机制,可实现快速高精度的目标短时航迹检测。结合前景检测以及基于层次凝聚聚类(HAC)的长时航迹检测算法,构建了针对运动小目标的完整检测前跟踪方法。最后使用实测声呐图像数据验证了算法的检测精度和检测速度。

第一专题——水下无损检测技术综述 (二)水下环境因素对检测作业的影响

分析了水下光学、水下声学特点以及水下环境因素对潜水员生理与心理的影响,深入探讨了水下环境对水下无损检测工作的实施及其结果可靠性的影响。

消除水下环境压力影响的措施与研究现状

在分析水下环境压力对水下液压系统产生影响的基础上,说明了对水下设备液压系统进行压力补偿的必要性。综述了当前水下设备的液压系统以及压力补偿的研究现状,分析了传统压力补偿器的利与弊,提出了水下液压系统的两种类型,建议采取不同的补偿方法,并阐述了压力补偿的主要研究方向。

基于水下环境测量系统的数字化试验海区建设构想

依托我部水下环境测量系统,提出数字化试验海区建设构想。包括建设内容、建设方案等内容。这对于提高试验效率和决策水平具有重大意义。

水下环境噪声采集系统的设计与实现

设计了一套基于虚拟仪器和图形化编程语言LabVIEW的水下环境噪声采集系统并加以实现.该系统采用便携式数据采集卡NIUSB-9215A作为核心的数据采集硬件,结合虚拟仪器技术和LabVIEW,完成了系统的数据采集功能.针对水下环境噪声信号的特点,在系统的前端,设计制作了信号调理电路,包括前置放大器和低通滤波器两部分.最后,实现了基于Matlab的1/3倍频程分析软件,获得了采集得到数据的1/3倍频程谱.

基于水下环境样品采集的水下机器人运动控制策略研究及其展望

探讨了基于水下环境样品采集的水下机器人系统的运动控制问题,对其运动控制模型特点以及运动控制策略进行了概括总结。根据水下环境样品采集任务的发展要求,对水下机器人系统运动控制策略发展趋势进行了归纳。随着水下环境样品采集质量的提高,指出发挥智能控制算法在水下机器人系统外场试验中的应用价值,是水下机器人系统在复杂环境中高效率完成水下环境样品采集任务的关键。

水下环境安全监测无线磁感应通信技术研究

针对复杂水下环境中安全监测的应用需求,采用无线磁感应通信技术作为信息传输技术;介绍了水下无线磁感应通信原理,阐述了基于FSK调制方式的水下无线磁感应通信平台设计方案,并在模拟水下环境中进行了通信试验。试验结果表明:水下无线磁感应通信平台能够实现在水下环境中的无线信息传输;采用单向天线的水下无线磁感应通信平台在接收天线位置、角度变化情况下会出现通信中断现象,而采用全向天线的水下无线磁感应通信平台在接收天线位置、角度变化过程中能正常通信,提高了通信可靠性。

X－89A环氧固化剂在低温、潮湿、水下环境中的应用

Ｘ－８９Ａ环氧固化剂在低温、潮湿、水下环境中的应用李福志（空军第九五○八厂，湖北省武汉市，４３００３４）左新民（湘潭县特种胶粘剂厂，湖南省，４１１２０４）１概述Ｘ－８９Ａ环氧固化剂是由苯酚、甲醛和多元胺缩合而成的改性胺类固化剂。它的最大特点是能在低温...

水下环境爆炸对方形水池冲击载荷数值模拟研究

水下环境爆炸问题属于较为复杂、较难进行试验的科学研究,理论公式对水下环境爆炸相关问题分析能力有限,随着数值仿真技术准确性和精确性的提高,利用数值仿真技术对水下环境爆炸问题进行分析显得尤为重要。开展了爆炸冲击对水池壁面作用力数值仿真,采用流固耦合算法和remap技术,将一维楔形爆炸模型映射到三维球体模型中,以较小的计算规模模拟3kg TNT药包在较大水池(9000mm×5000mm×5000mm)内爆炸冲击过程,揭示了爆炸冲击波在水池中发生多次反射机制,得出了水池壁面受力规律,仿真计算与分析验证了本文提出的模型方法的有效性。

视觉SLAM算法在水下环境中的应用与分析

近几年视觉SLAM算法的迅速发展为机器人定位提供了巨大的帮助,然而目前已有的视觉SLAM算法都是在陆地场景下进行测试,并没有在水下环境中进行评估。使用水下机器人分别在泳池和室外水池进行数据采集,测试ORB-SLAM和DSO算法在这两种场景下的定位效果并进行分析。

水下环境中触须传感器的应用研究

海洋探测是世界各国在海洋资源探索开发中需要的重要技术,而水下传感器在海洋资源开发利用中扮演着重要角色。触须传感器通过感知环境扰动产生平面动力学反馈信号,为水下环境条件航行器等监测提供重要信息。通过对水下传感器的原理进行详细介绍,详述水下机器人及水下传感器应用现状。概述了仿生学原理,并对触须传感器的设计进行简要介绍。最后,对基于触须传感器原理的水下流量传感器及其在水下环境中的应用现状和面对的挑战进行重点概述,展望了触须传感器在水下环境中未来的发展策略。

光声结合对水下环境的测量研究

通过在无人机下方安装"光声机载声呐系统",可以进行空中水下测量和深海的高分辨率地图的绘制。斯坦福大学的工程师已经开发出一种航空成像方法,通过将光和声音结合,突破空气-水交界处看似无法逾越的障碍物,来对水下物体成像。这是一种用于水下遥感和成像的机载声呐系统。研究人员设想,他们的混合光声系统有一天能被用于在空中进行的基于无人机的生物海洋测绘,对沉没的船只和遇难飞机进行大规模空中搜索,并以在地球表面测绘的速度和细节水平来绘制海洋深度地图。他们的"光声机载声呐系统"在IEEE Access杂志上发表的最新研究中有详细介绍。

高压水下环境球壳结构应力测试技术研究

为研究球壳试件在水下高压环境下的应力分布及量值,对试件进行理论和数值分析,明确了球壳沟槽处的应力集中位置;设计了一套应变测试方案,利用高压环境模拟试验装置,采用可靠的水密处理工艺,对球壳试件开展了实测研究。研究结果表明,在12.5 MPa极限水压环境下,球壳试件结构强度满足设计指标;结构对称位置应力值相当,纵向和环向沟槽处应力分布均匀;水密处理工艺满足极限水压环境下的使用要求。

水下环境监测器密封分析

为了确保水下环境探测器密封的可靠性,提出了一种双圈密封结构并利用ANSYS软件对双圈密封结构中的应力进行数值仿真分析。结果表明:双圈密封结构可保证环境探测器长时间在水下工作,能够实现密封功能。

水下环境桥梁桩柱式结构病害检测及加固技术

我国现役桥梁中有相当一部分桥梁下部结构涉水。由于水下环境复杂多变,易导致桥梁下部结构发生较为隐蔽的病害,从而直接影响桥梁结构承载力和运行安全。反观行业发展现状,针对水下环境服役的桥梁桩柱式结构,对其病害认识尚不清晰、检测规范相对缺乏、加固技术也亟待完善。文章整理了水下服役环境桥梁桩柱式结构的常见病害,包括老化、露筋、锈蚀、剥落、空洞、水流冲刷、磨损等,并对其成因进行了简要分析;对相关常见病害的检测方法进行了初步探讨,提出了针对表观病害、冲刷病害等河床变迁等的检测方法;进一步分析了针对受损桩柱式结构的加固技术及其优劣、适用性等。

基于水下环境建模的DVL测速误差补偿技术

在水下环境建模方面,利用DVL同时对水对地测速结果,建立精确的水流速度模型。当海底地形变化不平稳时,即海水深度超过DVL量程时,利用已建立的水流速度模型估计出水流速度大小,以补偿DVL对地测速盲区带来的观测误差。建立动态水速模型,将水速变化相关时间参数同时与工作水域相关距离、水中潜器运动速度想关联,进行实时估计。实现DVL对地测速、对水测速、同时对水对地测速三种工作模式之间的平稳切换过程。半物理仿真实验表明,实时水流速度建模补偿方法不受相关距离经验值的约束,能够实现包括未知水域的水流速度建模,导航精度优于零水速建模方法、水速常值建模方法、经验水速建模方法。

灵敏感知水下环境,这种传感器“长”了鱼侧线

岸上的行人稍一靠近,原本在近岸悠哉游弋的鱼群会立刻退避、保持安全距……这一感知能力,来自鱼类与水生两栖类动物进化出的侧线传感器,动物们通过这种传感器判断周围水流、礁石等环境变化,从而躲避侵害。近日,记者从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉,该所陈涛研究员、肖鹏副研究员开发了基于石墨烯/Ecoflex薄膜的仿鱼侧线水下机械传感器,能够感知水下生物游过时产生的波动,并通过调控自支撑复合薄膜的尺寸实现0.3--1.8米的水下深度探测。相关论文近期发表在学术期刊《纳微快报》。