基于ReWorks的侧扫声纳目标探测软件

发布时间：2020-09-29 08:55

　　 随着人类探索海洋的不断深入,如何更有效、更准确的获取水下信息是当前面临的一项重要课题。而水下目标探测是其重要组成部分,伴随声纳技术的发展水下目标探测技术不断取得突破性进展,开发以智能水下机器人为声纳载体的水下目标探测系统势在必行,因此,设计与之相配套的基于嵌入式操作系统的实时水下目标探测软件具有重要意义。本文利用Seaking DST型侧扫声纳设计了一款基于ReWorks嵌入式实时操作系统的水下目标探测软件。该软件以PC/104板卡为硬件开发平台,以侧扫声纳为水下探测传感器,将整个系统搭载到智能水下机器人平台上执行水下目标探测任务。本文在系统设计中实现了控制侧扫声纳采集探测数据,存储并处理探测数据,借助ReWorks系统的多任务环境搭建整个系统的框架,包括创建存储文件、配置通信模式、编写及初始化声纳指令、控制声纳工作以及协调各部分子任务等,功能包括执行系统的启动、关闭、调整声纳的工作参数,侧扫声纳作为传感器负责依照控制指令执行扫描,并将扫描数据回传到PC/104处理器;处理数据时将控制模块接收到的图像数据解码,通过图像处理的方式检测目标,并将目标信息发布到机器人系统的中间件平台上供机器人的其他模块使用。检测目标时本文首先分析了侧扫声纳的成像特点,此后围绕着其成像特点设计图像处理算法,首先对声纳原始数据进行了归位,再经过镜像变换构造与探测位置相对应的待处理图像,接下来进行图像的去噪和增强,并进行了相应算法的性能分析,在此基础上比较了所设计的两种分割方法,最终选择了更为准确、合理的方法完成目标分割和判读。该软件可根据侧扫声纳工作环境以及用户需求调整声纳的工作参数,实现实时的水下目标探测。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U666.7;P733.2
【部分图文】：

图 1.1 侧扫声纳工作原理图通常海底或障碍物较为坚硬、粗糙或者具有凸起特征的时候其回波较强，海底软、平滑或者具有凹陷特性的时候回波较弱，被障碍物遮挡的部分不具有回波，所触碰到的海底或障碍物距离换能器线阵越远回波越弱[3]。回拨波况如图 1.2 所示

图 1.2 侧扫声纳回波强度示意图由图中可以看到 1 点为换能器线阵发射脉冲处，声波由此开始向外传播，2 点处换能器线阵正下方，声波在该点垂直入射，该点发生正反射，其回波较强，4、5、6处海底障碍物具有向上凸起的特征，其中 6 点距换能器线阵发射脉冲处最近，4 点距

整体系统结构

【参考文献】

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本文编号：2829506