卤素离子与苯骈三氮唑协同成膜动力学的体声波传感技术研究

采用体声波传感技术就卤素离子与铜缓蚀剂——苯骈三氮唑( BTA)协同成膜的动力学及相应复合膜的稳定性进行了研究 .结果表明 ,卤素离子 ( F- ,Cl- ,Br- ,I- )中仅 I- 与 BTA具有协同效应 ,能有效地提高BTA的缓蚀效果和膜层稳定性 ,同时 ,对 BTA的成膜动力学有明显影响     

基于前视声呐信息的AUV避碰规划研究

在复杂海洋环境中,利用前视声呐获取的障碍物信息指导自治水下机器人（AUV）进行局部避碰。主要采用强化学习的方法对AUV进行控制和决策,综合Q学习算法、BP神经网络和人工势场法对AUV进行避碰规划。强化学习的方法强调AUV在环境的影响中学习,通过环境对不同行为的评价性反馈信号来改变行为选择策略。并且在环境发生变化时,AUV通过学习来实现对新环境的适应,不断改进其自治能力,进而实现在不确定环境下的避障任务。开发了AUV运动规划的虚拟仿真软件系统,仿真实验证明了算法的合理性与可行性。     

一种盲信号恢复的特征向量算法

信号恢复是雷达声纳目标检测和通信信号处理的一项重要任务。基于特征向量估计(EVA)的信号恢复算法可以在未知信道和源信号先验知识的情况下,在较短的时间内实现信号的盲恢复。它是将均衡信道参数估计问题变为与交叉累积量矩阵、自相关矩阵有关的特征向量求解问题,并保证解的唯一性和收敛性。将该算法应用于单源-单接收元(SISO)的恒模变相信号、两种声学水池信号妁恢复,取得了较好的恢复效果。     

基于形状描述直方图的声呐图像目标识别算法

针对水下声呐图像目标检测与识别问题,在图像规格化条件下,定义了几种不同的形状描述子,并统计计算描述子直方图,定义了几种不同的直方图匹配测度函数用以计算直方图间的相似性。分析了算法中关键参数的选取问题。仿真结果表明,基于该算法的识别率可达到98%以上,具有较强的不变性和鲁棒性。通过进一步信息融合算法可快速准确地实现水下声呐图像目标识别,具有较强的应用价值。     

基于小波分析的被动声纳信号宽带噪声包络调制分析

采用小波分析理论建立了一种新的被动声纳信号宽带噪声包络调制分析算法。通过被动声纳的海上实际信号的分析实验,取得了良好的检测效果且可以节省计算时间,具有很好的应用前景。     

Waveform diversity based sonar system for target localization

A new monostatic army system taking advantage of diverse waveforms to improve the performance of underwater target localization is proposed.Unlike the coherent signals between different elements in common active array,the transmitted signals from different elements here are spatially orthogonal waveforms which allow for array processing in the transit mode and result in an extension of array aperture.The mathematical derivation of Capon estimator for this sonar system is described in detail.And the performance of this orthogonal-waveform based sonar is analyzed and compared with that of its phased-array counterpart by water tank experiments.Experimental results show that this sonar system could achieve 12 dB-15 dB additional array gain over its phased-array counterpart,which means a doubling of maximum detection range.Moreover,the angular resolution is significantly improved at lower SNR.     

合流制排水系统截流工程淤积分析与探测

为研究承压截流井的淤积机理,应用CFD方法进行数值模拟,并以声纳现场实测数据检验.在基于DPM的临界床面切应力模型基础上,应用遗传算法的概率选择方法,提出颗粒"概率沉降"模型,可有效模拟淤积面形状和相对淤积厚度,这得到了声纳实测数据的验证.结果显示,截流井内x方向淤泥面呈斜坡状,存在位置不受流量影响的凸起;y方向淤泥面呈凹面状,中部存在凸起,两侧受冲刷而趋于平缓.声纳现场探测还发现,截流井内淤积厚度与旱流量有较强相关性;截流干管内淤积状况与相连的截流井有关.     

基于改进粒子滤波算法的水下目标跟踪 

针对复杂水下环境中声探测传感器获得的运动目标信息具有不确定性和模糊性等问题,提出了基于声探测传感器特点的高斯粒子滤波水下目标跟踪方法.基于粒子滤波理论,采用一阶自回归模型作为运动目标状态转移的依据,设计了由目标区域的面积特征和不变矩特征相融合的观测模型,解决了目标跟踪中的粒子权值的选取问题,克服了传统粒子滤波重采样问题,提高了复杂环境下目标跟踪结果的准确率.展示了应用高斯粒子滤波实现水下目标跟踪的过程.试验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和实时性,是复杂水下环境中目标跟踪的一种高效可行的新方法.     

多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究进展

介绍了利用多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究现状,以实例说明了多波束声纳水柱影像的典型应用,展望了其应用前景.多波束水柱影像携带了波束从换能器到海底的完整信息,可用于探测从海面至海底的声照射目标,包括探测航道障碍物、水雷和海底突起物等海底民用军事目标,检视水下工程,也可探测鱼群、海洋内波、羽状气流等中底层水域固体或非固体目标.通过改变波束照射方式,多波束声纳可兼作扇扫声纳,还可进行动态目标的探测与跟踪.多波束声纳水柱影像在水下目标探测中应用广泛,多波束声纳技术也发展迅速,典型特征是波束数增多、波束角减小、覆盖角度扩大、信号带宽增加、硬件体积缩小.高精度、高分辨率、三维立体测深成像将是未来多波束声纳的发展方向.未来多波束声纳技术将集成侧扫声纳、合成孔径声纳、扇扫声纳等多种水下声学成像工具于一体,其应用领域也将进一步拓展.     

基于声波探测的海底管道非掩埋状态检测方法

基于声波探测技术,提出一种对海底管道非掩埋状态进行联合检测的方法,以山东胜利油田某海底输油管道为对象,设计一种双声纳探头多波束测深系统,并联合侧扫声纳系统,通过对系统参数进行分析、优化,从而实现对海底管道非掩埋状态的高效精确检测。分析检测结果表明:基于双声纳探头多波束系统的海底管道检测可获得高密度的点云数据,显著提高了管道检测数据的稳定性及可靠性;侧扫声纳系统的良好检测效果有赖于其声波掠射角的最佳取值;参数优化后的联合检测系统的检测效率得到显著提高,能够精确判断出管道的实际状态。