2-水下目标光电探测技术及其进展
- 格式:pdf
- 大小:952.62 KB
- 文档页数:8


一种水下目标探测方法及
一种水下目标探测方法是采用声纳技术。
声纳是利用声波在水中传播的原理进行水下目标探测的技术。
具体步骤如下:
1. 发射声波:通过水中声源发送一定频率的声波信号。
2. 声波传播:声波信号在水下传播,并与周围的物体发生相互作用。
3. 返回声波:声波在与物体相互作用后,一部分能被物体吸收、散射或反射,返回到接收器处。
4. 接收声波:使用接收器接收返回的声波信号。
5. 信号处理:对接收到的声波信号进行处理,包括滤波、放大、调制等。
6. 分析识别:对处理后的声波信号进行分析和识别,根据声波的反射、散射等特征判断目标的位置、形状等信息。
7. 显示结果:将分析和识别的结果进行显示,通常以图像、声音或数据等形式呈现。
这种水下目标探测方法在海洋勘探、水下测量、水下航行、水下搜救等领域具有
广泛的应用。
水下目标搜索与识别技术水下目标搜索与识别系统一样分为光视觉系统和声视觉系统,当距离物体十米之内,一样采纳光视觉系统,当距离物体大于十米以上时那么用声视觉系统。
当前流行的趋势是采纳激光的方式来进行目标搜索与识别。
一.光视觉系统传统的光视觉系统包括水下摄像机、照明等设备用来知足获取光学图像和视频信息等大体的要求。
而此刻的光视觉系统不仅要求知足上述要求,还要求具有对图像和视频信息进行处置、特点提取和分类识别的功能。
总之,只能水下机械人中光视觉系统的使命是:快速、准确德获取水下目标的相关信息,并对信息进行实时处置,将处置结果反馈给运算机,从而指导机械人进行正确的作业。
1.光视觉系统框架水下光视觉系统要紧分为三大块:(1)底层模块:图像搜集系统,包括专用水下CCD感光摄像头和图像搜集卡,这部份属于硬件部份;(2)中层模块:图像处置,包括图像预处置、图像分割、特点提取、依照目标模型进行学习,形成知识库和逻辑推理机制,取得单幅图像的初步明白得和评判。
(3)高层模块:分类是水下目标识别最为核心的技术,也是最终实现部份。
硬件组成光视觉系统硬件包括光视觉运算机、水下CCD摄像头、云台和辅助照明灯。
光视觉运算机完成视觉建模、高层视觉信息处置和明白得、与机械人主控运算机的网络通信,实时监控系统每一个时刻节拍的运行状态与处置参数。
软件体系水下光视觉系统的软件体系涵盖了两个部份:中层模块和高层模块。
中层模块要紧负责图像处置工作(图像处置一样包括图像预处置、图像分割和特点提取三方面)。
高层模块是水下目标识别系统的最终实现部份,一样采纳的是神经网络识别算法进行识别分类。
二.声视觉系统理想的声视觉系统作为智能水下机械人的传感设备,应该具有灵敏度高、空间分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强、自主调剂和全天候作业等特点,能适合探测弱目标和辨别多目标的需要。
同时它能在比较复杂的人为干扰和自然干扰下,实现对目标的自动识别和跟踪选择。
声视觉系统最终要完成的任务是目标的自动定位、分类识别和对运动目标实现跟踪,而完成这一任务的核心和前提条件是拥有一台高分辨率水声探测设备。
水下光电成像技术简介激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
我国宽广的海域具有丰富的资源,但由于与周边国家存在一些海域的归属争议,特别是近年来对能源的需求和国际势力的插手,更加剧了我国周边海域出现战事争端和资源争夺的可能。
针对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求,研究适合载人潜水器、遥控潜水器、自治式潜水器、水下滑翔器、水下救援等高分辨力水下目标探测、观察、定位和分析技术成为国内外研究的重要方向。
目前水下成像探测技术主要有声探测和光电探测两种途径。
声探测技术探测距离较远,但成像的空间分辨力较差,难以完全适应高分辨力成像的需要;光电成像探测技术分辨力高,但由于光线在水中快速衰减,在一定深度以下往往需要辅助照明,且由于照明光后向散射的影响,使得人眼直接观察以及传统连续照明电视成像的有效作用距离较短,因此,提高水下光电成像系统的作用距离和细节分辨能力需要采用特殊的光电成像方法。
本文将重点分析国内外水下光电成像技术与系统研究进展,特别是激光扫描成像、偏振成像等几种特殊的水下光电成像技术,希望对国内有关方面的研究具有参考作用。
1 几种水下光电成像技术与系统国外从20世纪70年代开始主被动水下光电成像探测技术的研究,90 年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
饱和潜水系统中的水下光学观测和探测水下光学观测和探测是饱和潜水系统中的重要环节和任务之一。
在深海中,光的传播受到水的吸收、散射和折射等因素的影响,使得可见光的传输距离有限。
然而,水下光学观测和探测在许多应用领域中至关重要,如海洋科学研究、水下工程、资源勘探和环境监测等。
因此,为了满足这些需求,饱和潜水系统采用了一系列先进的水下光学观测和探测技术。
一、水下光学观测技术1. 主动光学观测技术主动光学观测技术是指通过发送光源,利用相机或激光扫描来观测和记录水下目标的信息。
其中,相机是最常用的水下观测工具之一。
近年来,随着数码相机和高清晰度相机的发展,相机观测技术在水下光学观测领域得到了广泛应用。
此外,激光扫描技术通过激光束的扫描,可以获取更详细的三维形态信息,对于水下地形的观测和测量有着重要的应用价值。
2. 被动光学观测技术被动光学观测技术是指通过接收自然光或他物体发出的光来观测和记录水下目标的信息。
最常用的被动光学观测技术包括水下摄影和水下望远镜。
水下摄影利用自然光来观测水下景观,可以获得真实而清晰的图像。
水下望远镜则通过光学放大系统来观察水下目标,可以获得更加清晰和详细的观测结果。
另外,红外探测技术也被广泛应用于水下光学观测中,其可以通过探测红外热辐射来获取水下目标的信息。
二、水下光学探测技术1. 激光雷达技术激光雷达技术是对水下目标进行高精度远距离测量的一种先进技术。
激光雷达利用脉冲激光束发射与接收,通过测量激光束传播的时间差来计算水下目标的距离。
激光雷达具有高分辨率、高测量精度和高数据获取速率的优点,广泛应用于水下地形测绘、目标探测和导航定位等领域。
2. 声呐技术声呐技术是使用声波进行水下目标探测和测量的一种常用方法。
声呐利用声波的传播速度和回波的时间来测量水下目标的距离。
声呐具有远距离传播、可穿透性强、适应复杂水域环境等优点,被广泛应用于水下地质勘探、声纳图像生成和水下声学通信等领域。
三、水下光学观测和探测的挑战和发展方向虽然水下光学观测和探测技术在一定程度上满足了饱和潜水系统的需求,但仍然存在一些挑战和问题。