水下目标声成像仿真与研究

发布时间：2020-07-07 06:17

【摘要】：声成像技术已经成为目前海洋研究领域的重要技术,声成像系统能克服复杂的水文环境,以直观、丰富、立体的图像来显示被观测区域的水下环境,及识别水下目标方位及目标位置。本文设计并实现了一个机械扫描声呐成像系统,利用该系统对消声水池扫描一周并采集实验数据,采用波束形成、匹配滤波等方法处理数据,将处理结果以彩色图像显示出来,取得了一些较有价值的结果。在声成像技术中,针对波束形成声成像、声透镜成像和声全息成像三种常用的成像方式分别进行了详细分析和介绍。接着重点介绍了波束形成的基本原理、多波束成像技术、及影响波束形成的几点因素,为波束形成声成像提供了理论依据。分别从二维成像和三维成像两个方面介绍了波束形成声成像,其中二维成像中简要介绍了波束形成、匹配滤波方法。三维成像中简要介绍了多角度扫描、聚焦波束形成方法。在理论分析的基础上,完成了机械扫描声呐成像系统的方案设计,给出了方案的系统框图并对框图中的各个模块进行了详细介绍。也给出了硬件系统组成,重点介绍了发射阵T63和L阵的性能参数、消声水池实验三维图及数据处理流程图。为验证方案的正确性,通过消声水池实验测试该系统的可行性和有效性。实验结果表明,该机械扫描声呐成像系统可行且有效。最后,通过对水池实验数据的处理和分析,验证了机械扫描声呐成像硬件系统和数据处理系统的有效性,实验结果表明,该成像系统能够有效进行水池的二维成像(回波时间-强度历程图、俯视图、侧视图)及水池的局部三维成像,具备了很好的水下目标声成像能力。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB56;TP391.41

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本文编号：2744760