本文關(guān)鍵詞：基于實(shí)測數(shù)據(jù)的多波束成像聲納系統(tǒng)優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：成像聲納能夠提供探測區(qū)域的高分辨圖像信息,在海洋開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛。本文在分析了實(shí)驗(yàn)室研制的多波束成像聲納原理樣機(jī)存在問題的基礎(chǔ)上,開展了算法和軟硬件的優(yōu)化工作,進(jìn)一步提高了聲納的成像質(zhì)量。具體工作主要包括以下幾個(gè)方面:首先,依據(jù)成像聲納系統(tǒng)測試大綱的要求,針對不同場景和水況條件,對系統(tǒng)原理樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)和成像效果進(jìn)行了大量的測試和驗(yàn)證。在分析測試結(jié)果基礎(chǔ)上,指出了成像聲納改進(jìn)和優(yōu)化的方向。然后,針對聲納換能器通道間存在幅度和相位不一致影響系統(tǒng)成像質(zhì)量的問題,對通道幅相誤差的校正方法進(jìn)行了研究,分別從調(diào)理通道和陣元通道兩部分對系統(tǒng)進(jìn)行幅相校正。提出了基于模式空間理論和TSI(三次迭代)算法的陣列幅相誤差自校正方法,該方法僅需要一個(gè)方位未知的遠(yuǎn)場校正源,分三個(gè)獨(dú)立的步驟即可估計(jì)校正源方位和陣列幅相誤差。其次,設(shè)計(jì)了幾種波束形成的改進(jìn)算法�；谧钚《说姆�(wěn)健性設(shè)計(jì)方法提高了系統(tǒng)對于噪聲干擾和通道誤差的穩(wěn)健性;改進(jìn)的切比雪夫加權(quán)方法改善了波束響應(yīng)函數(shù)的主旁瓣特性;基于凸優(yōu)化的可動態(tài)聚焦波束形成方法,實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)精細(xì)成像;基于信號稀疏表示理論的抽頭稀疏化設(shè)計(jì)為降低換能器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度提供了可能性。最后,對系統(tǒng)存在的顯示動態(tài)范圍小、存儲能力不足和啟動速度過慢等問題進(jìn)行了完善,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的研究為產(chǎn)品化打好了基礎(chǔ)。實(shí)測結(jié)果表明,優(yōu)化設(shè)計(jì)后的聲納系統(tǒng)成像質(zhì)量更高,啟動速度和視頻壓縮性能滿足設(shè)計(jì)要求,達(dá)到了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo),部分未能進(jìn)行實(shí)測的優(yōu)化方法也通過理論仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：成像聲納 幅相誤差 波束形成 切比雪夫加權(quán) 動態(tài)聚焦 穩(wěn)健性設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U666.7

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：737862