基于宽频带超声换能器的渔业探测关键技术研究

发布时间：2023-01-07 10:34

　　近年来,在渔业水声学领域,宽频带科学探鱼仪已成为一个研究热点,特别是用于水生动物目标的判别,个体大小及生物量的估算中。使用宽频技术,可以得到整个频率带范围内的回波特征,即可以得到目标回波散射的频率谱,极大地增加了信息量,特别是有利于提高目标的判别精度。目前在宽频带换能器的研制已有一定的发展,但十分缺乏宽频带数据的采集及处理软件,因此自主开发基于宽频带换能器的宽带数据采集及处理软件很有必要。本文提出了基于宽频带超声换能器的渔业宽带测量的相关技术,用以采集、记录和分析宽频带超声换能器的宽频带声学数据。本文研究的主要目的是开发基于宽频带超声换能器的渔业宽带测量系统,期望达到宽频带数据的采集与记录,以及对宽频带数据的脉冲压缩处理的功能,并且能从压缩后的宽频带数据中反演出指定频率的回波图像以及体积-后向散射谱并估算目标生物的体长与密度分布。该宽频带测量系统在硬件方面集成了宽频带超声换能器以及PicoScope 4262双通道示波器,软件方面主要通过C#编程语言构建基于.NET Framework的应用程序,进行系统UI界面的构建,实现宽频带换能器数据的接收、实时显示和记录功能;利用Matlab编... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景、目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究方法及技术路线
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 技术路线
    1.4 章节概要说明
第二章 宽频带数据的实时显示与采集
    2.1 宽频带换能器
    2.2 数据接收系统构成说明
        2.2.1 系统构成及其连接方式
        2.2.2 处理类、关键函数的说明及其实现方法
    2.3 宽频带数据采集显示系统
    2.4 其它系统配置
        2.4.1 文件存储说明
        2.4.2 GPS定位系统
第三章 基于宽频带超声信号的脉冲压缩
    3.1 匹配滤波处理的背景
    3.2 脉冲压缩的基本原理与实现方法
        3.2.1 脉冲压缩散射信号的基本散射方程
        3.2.2 脉冲压缩散射信号的时间域互相关
        3.2.3 脉冲压缩功能的实现方法
    3.3 脉冲压缩标准球检测实验
第四章 宽频带数据的后处理与分析
    4.1 海上实验
    4.2 系统校准
        4.2.1 系统校准方法
        4.2.2 系统校准结果
    4.3 体积-后向散射强度频率谱
        4.3.1 体积-后向散射系数
        4.3.2 体积-后向散射强度频率谱的测定
    4.4 密度分布推算
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]渔业声学回波散射测量系统的宽频带换能器[J]. 童剑锋,笹仓豊喜.  应用声学. 2017(06)
[2]南海中部海域渔业资源时空分布和资源量的水声学评估[J]. 李斌,陈国宝,郭禹,陈作志,张俊,王东旭.  南方水产科学. 2016(04)
[3]黄海太平洋磷虾回波映像识别与资源密度评估[J]. 王新良,赵宪勇,左涛,李显森.  水产学报. 2016(07)
[4]基于水声学方法的太湖鱼类空间分布和资源量评估[J]. 孙明波,谷孝鸿,曾庆飞,毛志刚,谷先坤.  湖泊科学. 2013(01)
[5]采用BioSonics DT-X超声波回声仪评估青海湖裸鲤资源量及其空间分布[J]. 王崇瑞,张辉,杜浩,祁洪芳,史建全,危起伟.  淡水渔业. 2011(03)
[6]声学摄像仪图像处理的初步研究及在渔业上的应用[J]. 童剑锋,韩军,沈蔚.  湖南农业科学. 2010(17)
[7]基于声学摄像仪的溯河洄游幼香鱼计数[J]. 童剑锋,韩军,浅田昭,溝口雅彦.  渔业现代化. 2009(02)
[8]回声探测仪的发展趋势及渔业应用[J]. 张慧杰,危起伟,杨德国.  水利渔业. 2008(01)
[9]基于线性调频信号的高帧率超声成像系统[J]. 韩雪梅,彭虎,杜宏伟,冯焕清.  中国生物医学工程学报. 2005(06)
[10]医学超声成像中的编码激励技术及其应用[J]. 彭旗宇,高上凯.  生物医学工程学杂志. 2005(01)



本文编号：3728472