【摘要】：聲成像技術(shù)已經(jīng)成為目前海洋研究領(lǐng)域的重要技術(shù),聲成像系統(tǒng)能克服復(fù)雜的水文環(huán)境,以直觀、豐富、立體的圖像來顯示被觀測區(qū)域的水下環(huán)境,及識別水下目標(biāo)方位及目標(biāo)位置。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個機械掃描聲吶成像系統(tǒng),利用該系統(tǒng)對消聲水池掃描一周并采集實驗數(shù)據(jù),采用波束形成、匹配濾波等方法處理數(shù)據(jù),將處理結(jié)果以彩色圖像顯示出來,取得了一些較有價值的結(jié)果。在聲成像技術(shù)中,針對波束形成聲成像、聲透鏡成像和聲全息成像三種常用的成像方式分別進行了詳細分析和介紹。接著重點介紹了波束形成的基本原理、多波束成像技術(shù)、及影響波束形成的幾點因素,為波束形成聲成像提供了理論依據(jù)。分別從二維成像和三維成像兩個方面介紹了波束形成聲成像,其中二維成像中簡要介紹了波束形成、匹配濾波方法。三維成像中簡要介紹了多角度掃描、聚焦波束形成方法。在理論分析的基礎(chǔ)上,完成了機械掃描聲吶成像系統(tǒng)的方案設(shè)計,給出了方案的系統(tǒng)框圖并對框圖中的各個模塊進行了詳細介紹。也給出了硬件系統(tǒng)組成,重點介紹了發(fā)射陣T63和L陣的性能參數(shù)、消聲水池實驗三維圖及數(shù)據(jù)處理流程圖。為驗證方案的正確性,通過消聲水池實驗測試該系統(tǒng)的可行性和有效性。實驗結(jié)果表明,該機械掃描聲吶成像系統(tǒng)可行且有效。最后,通過對水池實驗數(shù)據(jù)的處理和分析,驗證了機械掃描聲吶成像硬件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的有效性,實驗結(jié)果表明,該成像系統(tǒng)能夠有效進行水池的二維成像(回波時間-強度歷程圖、俯視圖、側(cè)視圖)及水池的局部三維成像,具備了很好的水下目標(biāo)聲成像能力。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB56;TP391.41

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本文編號：2744760