成像声纳嵌入式数据处理平台的设计与实现（可复制论文）.pdf

摘要开发和水下工程等。智能水下机器人将成为未来水下战争中争夺信息优势、,通过芯片τ肣软件完成系统的逻辑控制和时序接口设计。。系统中的便利了系统的再开发和升级。机上的移植。对翽设备驱动程序的设计进行了研究,结合本设计的数据处理平台,设计了翽设备的驱动程序,将设计思想和水下机器人在世界范围内的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋实施精确打击与智能攻击、完成战场中特殊作战任务的重要手段之一。本论文的研究内容是围绕课题组项目“水下机器人声视觉技术”中高分辨率成像声纳嵌入式数据处理平台硬件设计部分展开的。本文首先介绍了声视觉技术及发展状况和嵌入式系统的特点及应用,然后给出了数据处理平台的硬件结构和系统整体架构。系统的硬件平台采用了以及都是可以在线编程的,从而提高了整个系统的可靠性和灵活性,本文的第二部分完成了僮飨低吃诨赑砥鞯腜实现的方法结合起来,给出了驱动程序的具体结构与详细流程。关键词:声视觉技术;;篤;哈尔滨工程大学硕士学位论文
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焦盘蕉::本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担:作者┳:期:日
第滦髀:譬::蓥::堡銮主要土兰堡笙兰引言声视觉技术世界发达国家从吐纪年代开始发明、制造机器人,进入年代开始工业实用化。机器人的应用是一个的重要标志。在人类居住的地球上,海洋的面积约占%。“二十一世纪是海洋的世纪”,海洋不仅蕴涵着丰富的资源,而且在现代战争中具有重要的战略地位。基于这个原因,国际上丌展了智能水下机器人⋯的研究。智能水下机器人是将人工智能、自动控制、模式识别、信息融合与理解、系统集成等技术应用于传统的载体上,在无人驾驶的情况下自主地完成复杂海洋环境中预定任务的机器人。智能水下机器人代表了水下机器人技术目前发展的方向。我国在八十年代后期也相继开展了这方面的工作,“八·五”期间与俄罗斯合作研制了“鬃灾扑禄魅恕,如图荆⒔辛颂洋深海试验。国家一直致力于“智能水下机器人”的研究,本课题正是以“智能水下机器人声视觉技术”为背景,进行智能水下机器人项目中声视觉系统的数据处理平台的硬件设计与开发,平台基于工控机,采用入式实时操作系统。图“姿禄魅所谓声视觉技术。侵赣蒙ㄗ魑P畔⒋ǖ莸脑靥澹愿骼喑上裆晌
声纳数据处理技术的发展主要成像设备的计算机视觉分析技术。在工程应用中,声视觉技术的发展在很大程度上受到了成像声纳技术水平和水声环境的制约。除此之外,计算机技术及图像处理技术的发展也是其中关键的因素。随着科学技术的进步,声纳技术得到了突飞猛进的发展。成像声纳的发像系统等。目前技术比较成熟而且使用也较多的成像声纳有侧扫声纳和扇扫装在水下拖曳体的两侧。自年代初,英国海洋研究所推出第一个实用型侧扫声纳以来,世界各国公司开发出各种类型的侧扫声纳系统,如声纳系统等。而且各种侧扫声纳图像分析软件包也相继问世,如加拿大的./等。侧扫声纳在海底目标探测、海洋测绘、海洋地质、海洋工程、海洋资源开发等方面得到广泛应用。扇扫声纳的研究起步较晚,但发展很快。已广泛应用于探雷、定位、避障等水下作业中。目前国际上可以用在水下机器人上的扇扫声纳主要分三大类:瞪枭桑缂幽么蟮型、蜕伞K苫敌5牡波束形成全方位或某固定扇面内的扫描来完成探测,结构简单,价格便宜。但由于成像速率较低,因而不适于对运动物体的成像。嗖ㄊこ傻缱由枭桑美嗌梢悦拦腟盗形4恚具有较高的速度,但由于旁瓣的作用,成像质量略逊于单波束机械扫描声纳。上裆伞K饺上裆墒侵改芄换竦镁嗬搿⑺健⒋怪比空间的目标信息。由于前两类声纳都只在距离及水平方向具有分辨能力,因而仅能获得目标形状的横向信息。三维成像声纳的基阵有面阵和十字阵两种。为适应各种水下潜器的需要,必须同时获取水平、垂直和距离三个方向的分辨力,但由于难度较大,市场需求量小,目前世界上仅有少数国家开展了水下三维声成像系统的研究。近年来,随着社会的发展和科技的进步,信号处理技术已经越来越广泛展速度也很快,已有了接近光成像学质量的声全息成像实验系统、声透镜成声纳。侧扫声纳是海洋探测的重要工具之一。侧扫声纳系统的换能器阵一般安、哈尔滨工程大学硕士学位论文
要手段,并逐渐发展成为一