本文關鍵詞：海底物體回波模擬與圖像生成技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下聲成像技術在水下探測尤其是海底測繪、海底物體探測與識別的應用中發(fā)揮著重要作用，具有廣泛的應用前景。它將接收回波轉變?yōu)槎S或三維的圖像表達，以更直觀的形式反映海底面貌；同時它具有較遠的作用距離和在渾濁水域工作的優(yōu)勢，極大地提高了水下作業(yè)能力。研究水下聲成像技術，對于成像聲納的設計實現(xiàn)有著重要意義。 本文目的是對海底物體進行聲成像的仿真研究。為此，探討了目標回波模擬的幾種方法，獲得了仿真的目標回波；研究了聲成像的概念、特點，常用聲成像技術的原理及區(qū)別，重點研究了波束形成技術和合成孔徑技術，對點目標進行了二維、三維成像仿真。最后，利用簡單模型，對粗糙海底及球體目標實現(xiàn)了聲成像仿真，仿真結果具有一定的指導意義。 主要的研究內容包括： 1．研究了幾種目標回波模型：點散射體集合模型、亮點模型、形態(tài)函數(shù)模型，，以球體和圓柱體為對象，分析了目標回波的模擬方法，分別給出了剛性體和彈性體的回波仿真結果。 2．研究了水下聲成像的概念和常用聲成像方法：聲透鏡成像、波束形成、聲全息，重點介紹了波束形成原理，分別用時延和相移波束形成實現(xiàn)了對點目標的二維、三維成像仿真，并對三維情況下參數(shù)的影響進行了分析和討論。 3．針對合成孔徑技術能提高方位分辨率的優(yōu)點，使用距離—多普勒成像算法，對點及點陣進行了仿真成像，成像結果驗證了合成孔徑的技術優(yōu)勢。 4．對粗糙海底上的球體目標，利用點散射體集合模型及簡單的海底模型，使用波束形成方法進行了仿真成像，得到了球體的大致輪廓。
【關鍵詞】：回波模型 水下聲成像 波束形成 三維聲成像 合成孔徑
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U666.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 聲成像的研究背景及意義8-9
• 1.2 聲成像的技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 成像聲納技術概況10-12
• 1.4 目標回波模擬方法12
• 1.5 論文研究的主要內容12-14
• 第二章 目標回波模擬方法14-27
• 2.1 目標回波14
• 2.2 點目標模型14-17
• 2.3 亮點模型17-21
• 2.3.1 亮點函數(shù)模型17-18
• 2.3.2 簡單目標的亮點模型18-19
• 2.3.3 簡單目標的亮點回波仿真19-21
• 2.4 形態(tài)函數(shù)理論21-26
• 2.4.1 形態(tài)函數(shù)的定義21-22
• 2.4.2 球體目標的形態(tài)函數(shù)22-24
• 2.4.3 球體目標回波仿真24-26
• 2.5 小結26-27
• 第三章 水下聲成像技術27-37
• 3.1 概述27-28
• 3.2 常用聲成像技術28-31
• 3.2.1 波束形成技術28-29
• 3.2.2 聲透鏡成像29-30
• 3.2.3 聲全息成像30-31
• 3.2.4 合成孔徑成像31
• 3.3 波束形成31-35
• 3.3.1 波束信號與波束圖32-34
• 3.3.2 波束圖仿真34-35
• 3.4 波束信號到成像單元35-36
• 3.5 小結36-37
• 第四章 波束形成聲成像37-53
• 4.1 概述37
• 4.2 二維成像37-41
• 4.2.1 二維聲成像技術37-38
• 4.2.2 波束形成實現(xiàn)38-39
• 4.2.3 二維成像仿真39-41
• 4.3 三維成像41-49
• 4.3.1 三維成像方法41
• 4.3.2 多角度(multiple aspect)掃描41-42
• 4.3.3 聚焦波束形成42-44
• 4.3.4 三維成像仿真44-45
• 4.3.5 仿真結果45-49
• 4.4 不同參數(shù)對成像結果的影響49-52
• 4.4.1 陣元個數(shù)的影響49-50
• 4.4.2 頻率的影響50-51
• 4.4.3 基陣高度的影響51-52
• 4.5 小結52-53
• 第五章 合成孔徑成像53-67
• 5.1 概述53-54
• 5.2 SAS回波模型54-58
• 5.2.1 回波模型54-55
• 5.2.2 距離向脈沖壓縮55-56
• 5.2.3 系統(tǒng)參數(shù)56-58
• 5.3 距離-多普勒算法58-60
• 5.3.1 算法原理58-59
• 5.3.2 距離徙動矯正59-60
• 5.4 計算機仿真成像60-66
• 5.4.1 仿真參數(shù)說明60-61
• 5.4.2 仿真結果61-66
• 5.5 小結66-67
• 第六章 海底球體目標的成像仿真67-72
• 6.1 仿真模型67-69
• 6.1.1 回波模型67
• 6.1.2 目標等效模型67-68
• 6.1.3 海底模型68-69
• 6.1.4 目標識別方法69
• 6.2 球體目標成像仿真69-71
• 6.2.1 模型及參數(shù)69-70
• 6.2.2 成像結果70-71
• 6.2.3 結果分析71
• 6.3 小結71-72
• 第七章 全文總結72-74
• 參考文獻74-77
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明77-78
• 致謝78-79
• 西北工業(yè)大學學位論文知識產權聲明書79
• 西北工業(yè)大學學位論文原創(chuàng)性聲明79

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊虎;陳航;;一種利用非正弦信號的水下聲成像方法[J];哈爾濱工程大學學報;2010年03期

2 王二慶;楊奮;;基于Bartlett加權的水下近場多源精確定位[J];艦船科學技術;2012年11期

3 姚明;尹勇;;漁用聲納模擬器關鍵技術的研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2008年S1期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉曉;基于多波束測深聲吶的成像技術研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 盧亮;三維成像聲納成像算法仿真研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 姚明;漁用聲納模擬器關鍵技術的研究[D];大連海事大學;2008年

3 季凱朋;漁船操作模擬器中網位儀設備的仿真研究[D];大連海事大學;2008年

4 郭書云;基于LabVIEW的探魚儀顯控平臺的設計與實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學;2008年

5 穆仁國;淺水多波束測深側掃系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

6 高小麗;聲成像系統(tǒng)顯控軟件設計及后處理技術[D];哈爾濱工程大學;2008年

7 聞皓巖;水聲探測多路回波同步高速處理方法研究[D];大連海事大學;2012年

  本文關鍵詞：海底物體回波模擬與圖像生成技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：380151