基于實測數(shù)據(jù)的多波束成像聲納系統(tǒng)優(yōu)化與實現(xiàn).pdf

1、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。本文在分析了實驗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)的各項性能指標(biāo)和成像效果進(jìn)行了大量的測試和驗證。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

2、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，該方法僅需要一個方位未知的遠(yuǎn)場校正源，分三個獨立的步驟即可估計校正源方位和陣列幅相誤差。
　　其次，設(shè)計了幾種波束形成的改進(jìn)算法?；谧钚《说姆€(wěn)健性設(shè)計方法提高了系統(tǒng)對于噪聲干擾和通道誤差的穩(wěn)健性；改進(jìn)的切

3、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)計的研究為產(chǎn)品化打好了基礎(chǔ)。
　　實測結(jié)果表明，優(yōu)化設(shè)計后的聲納系統(tǒng)成像質(zhì)量更高，啟動速度和視頻壓縮性能滿足設(shè)計要求，達(dá)到了系統(tǒng)優(yōu)化