壓縮感知水下成像算法研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、水下聲學(xué)成像是進(jìn)行水下探測(cè)的重要方法之一，相比于光學(xué)成像等其他方式的成像，具有成像距離遠(yuǎn)、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。以往的水下成像中一般使用較為成熟延時(shí)疊加等成像算法，并采用大規(guī)模的分立元器件和較多的傳感器陣元，這樣的設(shè)計(jì)方式系統(tǒng)運(yùn)算量大，硬件系統(tǒng)復(fù)雜不便于移植和修改，傳感器基陣較大。文中探索了應(yīng)用于稀疏基陣水下正視成像的壓縮感知方法，根據(jù)數(shù)字化的思想利用FPGA作為硬件系統(tǒng)的主控芯片，設(shè)計(jì)了水下成像系統(tǒng)。
　　文中選取線性調(diào)頻信號(hào)作為

2、發(fā)射信號(hào)，分析了水下成像場(chǎng)景的稀疏性，根據(jù)發(fā)射信號(hào)和目標(biāo)作用產(chǎn)生的回波信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了字典對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行了稀疏表示。利用自適應(yīng)的塊貝葉斯恢復(fù)方法對(duì)回波信號(hào)中的場(chǎng)景系數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，相比于傳統(tǒng)的成像算法對(duì)回波信號(hào)的數(shù)據(jù)量需求較少，可以在不同的信噪比下得出較好的結(jié)果。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA和USB的水下成像硬件控制采集系統(tǒng)。利用FPGA作為電路的主控芯片，使用Verilog HDL和原理圖相結(jié)合的編程方式，完成了AD采樣控