基于水下主动电场的目标定位及目标测距研究

发布时间：2021-06-06 17:12

　　作为探索海洋的重要工具之一,自主式水下机器人能在海洋中进行多项作业,而水下目标的定位检测是水下机器完成水下作业的关键技术所在。在过去传统的水下定位系统的研究基础上,本文提出了一种基于弱电鱼的主动电场定位机制的新型定位方法,在建立的仿生定位实验平台上探索被测物体在水下对电场环境的影响,找到探测信号与物体之间的关联性。当完成目标物体在水下响应特性的相关研究之后,本文对水下目标定位以及水下目标距离预测两方面的工作进行了相应的研究,一方面是将弱电鱼的主动电场定位机制运用到水下目标定位当中,然后设计出一种针对水下主动电场定位的改进算法,并利用仿真和实验分别验证该改进算法的有效性;另一方面则是以目标物体在水下的特征响应值为突破口,将响应特征运用到水下目标距离预测工作中,分析水下电场响应值与目标距离之间的非线性关系,根据样本数据的特征训练出有效的基于水下主动电场的距离预测模型。综上,本文的主要研究内容如下几点:（1）对目前存在的几种主流水下目标定位系统进行研究,分析当前传统的定位系统所存在的弊端,为克服定位系统在可见度低的水下环境中工作的困难,提出一种模拟水下主动电场定位机制的新型定位方法。（2）研... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Gnathonemuspetersii外观示意图

在其周围分别放入如图中黑色球体所示的导体，以及如图中白色球体的可以看出由于黑色球体的导电性能远远高于周围的水环境，弱电鱼产生在黑色球体的周围聚集，相反，由于白色球体的电导率远远小于水环境，所以在白色球体周围的电场线相对扩散。由此可以看出，弱电鱼所建环境不仅会受到其他物体的干扰，而且还因其他物体的电导率的不同而的影响。图 2-1 Gnathonemus petersii 外观示意图

接收电极图 2-3 主动电场定位的模拟系统电场定位实验平台去本团队对主动电场定位实验平台的涉及中可知，弱电鱼的主分为三个部分：放电组织、感应器官以及神经元[27]。本项目在平台基础上建立了新的中等范围的实验平台，除了建立模拟上外，本项目还加入了模拟弱电鱼在水环境中的运动模块，使系在水下运动。接下来将从系统框架和软件设计两方面来介绍该统架构个重要模块构成的主动电场定位系统包含了模拟鱼类生存环境发射和采集模块、信号数据处理分析模块以及控制系统运动的平台如图 2-4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]水下主动电场定位系统实验平台的设计[J]. 王文龙,彭杰纲.  电子测量技术. 2012(11)
[2]基于遗传算法的人工智能优化研究[J]. 陆泽浩.  轻工科技. 2012(04)
[3]基于粒子群和模拟退火算法的混合算法研究[J]. 吕丹,童创明,钟卫军.  计算机工程与设计. 2011(02)
[4]超声波测距系统设计[J]. 荆红莉,王晶,王涛.  数字技术与应用. 2010(08)
[5]遗传算法选择策略比较[J]. 张琛,詹志辉.  计算机工程与设计. 2009(23)
[6]运用遗传算法优化项目级现金流问题的研究[J]. 黄少荣,陈伟能,张军.  计算机工程与设计. 2009(05)
[7]基于多普勒频移的水下运动目标测距技术[J]. 李君桥,岳剑平,冼观福,印勇.  声学技术. 2008(05)
[8]一种改进选择算子的遗传算法[J]. 陈有青,徐蔡星,钟文亮,张军.  计算机工程与应用. 2008(02)
[9]遗传算法交叉操作的改进[J]. 蔡良伟,李霞.  系统工程与电子技术. 2006(06)
[10]遗传算法交叉算子性能对比研究[J]. 熊军,高敦堂,沈庆宏,都思丹.  南京大学学报(自然科学版). 2004(04)

硕士论文
[1]水下主动电场定位关键特性研究[D]. 杨超.电子科技大学 2014
[2]水下主动电场定位系统特性实验研究[D]. 王世杰.电子科技大学 2012
[3]模拟退火算法的研究及其应用[D]. 冯玉蓉.昆明理工大学 2005
[4]基于模拟退火算法的聚类分析在数据挖掘中的应用[D]. 涂进.重庆大学 2003



本文编号：3214807