隨著人類探索海洋的不斷深入,如何更有效、更準確的獲取水下信息是當前面臨的一項重要課題。而水下目標探測是其重要組成部分,伴隨聲納技術的發(fā)展水下目標探測技術不斷取得突破性進展,開發(fā)以智能水下機器人為聲納載體的水下目標探測系統(tǒng)勢在必行,因此,設計與之相配套的基于嵌入式操作系統(tǒng)的實時水下目標探測軟件具有重要意義。本文利用Seaking DST型側掃聲納設計了一款基于ReWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)的水下目標探測軟件。該軟件以PC/104板卡為硬件開發(fā)平臺,以側掃聲納為水下探測傳感器,將整個系統(tǒng)搭載到智能水下機器人平臺上執(zhí)行水下目標探測任務。本文在系統(tǒng)設計中實現(xiàn)了控制側掃聲納采集探測數據,存儲并處理探測數據,借助ReWorks系統(tǒng)的多任務環(huán)境搭建整個系統(tǒng)的框架,包括創(chuàng)建存儲文件、配置通信模式、編寫及初始化聲納指令、控制聲納工作以及協(xié)調各部分子任務等,功能包括執(zhí)行系統(tǒng)的啟動、關閉、調整聲納的工作參數,側掃聲納作為傳感器負責依照控制指令執(zhí)行掃描,并將掃描數據回傳到PC/104處理器;處理數據時將控制模塊接收到的圖像數據解碼,通過圖像處理的方式檢測目標,并將目標信息發(fā)布到機器人系統(tǒng)的中間件平臺上供機器人的其他模塊使用。檢測目標時本文首先分析了側掃聲納的成像特點,此后圍繞著其成像特點設計圖像處理算法,首先對聲納原始數據進行了歸位,再經過鏡像變換構造與探測位置相對應的待處理圖像,接下來進行圖像的去噪和增強,并進行了相應算法的性能分析,在此基礎上比較了所設計的兩種分割方法,最終選擇了更為準確、合理的方法完成目標分割和判讀。該軟件可根據側掃聲納工作環(huán)境以及用戶需求調整聲納的工作參數,實現(xiàn)實時的水下目標探測。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U666.7;P733.2
【部分圖文】：

圖 1.1 側掃聲納工作原理圖通常海底或障礙物較為堅硬、粗糙或者具有凸起特征的時候其回波較強，海底軟、平滑或者具有凹陷特性的時候回波較弱，被障礙物遮擋的部分不具有回波，所觸碰到的海底或障礙物距離換能器線陣越遠回波越弱[3]。回撥波況如圖 1.2 所示

圖 1.2 側掃聲納回波強度示意圖由圖中可以看到 1 點為換能器線陣發(fā)射脈沖處，聲波由此開始向外傳播，2 點處換能器線陣正下方，聲波在該點垂直入射，該點發(fā)生正反射，其回波較強，4、5、6處海底障礙物具有向上凸起的特征，其中 6 點距換能器線陣發(fā)射脈沖處最近，4 點距

整體系統(tǒng)結構

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本文編號：2829506