导读:本文包含了多波束探鱼仪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多波束探鱼声纳,声散射建模,鱼群探测,特征提取
多波束探鱼仪论文文献综述
杜伟东[1]（2015）在《多波束探鱼声纳关键技术研究》一文中研究指出随着人们对海洋渔业资源不断重视,在合理开发利用的基础上,其逐渐成为了一种被人类所高度依赖的宝贵资源,而随着科学技术的快速发展与人类活动向海洋深处的不断延伸,人类对海洋渔业资源开发与利用的发展也是非常迅速的。我国大陆的海岸线长达一万八千多公里,海域辽阔;内陆湖泊、河流较多,渔业资源丰富。如何高效地利用探鱼声纳测量的渔业声学数据并可靠地获取渔业资源信息,长期以来一直是人们广泛关注的热点与难点问题。本文结合国内外探鱼技术及探鱼声纳的研究现状与发展趋势,重点围绕单条鱼及鱼群声散射建模方法、多波束鱼群信息获取技术、鳔鱼声散射多源特征提取方法以及分类算法的实现等4个主要方面开展研究工作,并以理论分析、计算机仿真以及试验数据处理等理论和实验方法为研究手段,论文主要研究内容如下:首先,为了获得科学的声学探鱼方法,对有鳔单条鱼及鱼群声散射建模方法进行研究。鱼的目标强度是将鱼群回波积分值转换为鱼统计量的关键参数,而模型估算法是对其进行有效估计的方法之一,为解决已有基尔霍夫模式模型(KRM)在声波照射角较大时不能正确建模的问题,首先提出了一种基于二维保角变换的有鳔鱼声散射模型,通过该模型得到的目标强度估计结果与实测结果吻合度较高,且具有较高的稳定性,有效解决了 KRM模型存在的缺陷。在此基础上,提出了一种鱼群声散射模型,模型体现了所研究的单条鱼声散射模型仿真得到的鱼目标强度、回声波形、换能器指向性参数、波束散射模型、多普勒频移等信息,并基于该模型给出了不同密度下鱼群窄带、宽带声散射信号。分析结果表明,由于宽带具有大的时间带宽积及良好的时间分辨率,回波信号随机性较低,回波包络信息分布较为平稳,这更有利于游动鱼群多普勒信息的获取。其次,研究多波束鱼群信息获取技术。对传统平面相控阵只发射四个倾斜波束的相控方法进行改进,提出了一种五波束探鱼声纳相控方法,相控方法结构简单,易于实现,实际相控阵指向性测试验证了所提方法的正确性。为解决回波积分等传统鱼群探测手段复杂性较高的问题,研究了一种基于预测滤波技术的鱼群信息获取方法。对于鱼群探测信号,将鱼群看成一个处于水体中的滤波系统,通过对鱼群冲激响应的估计,获取鱼群的深度、体积及丰度等信息。为解决迁徙鱼群游动速度探测问题,在建立的鱼群声散射模型基础上,分析了非相干与相干鱼群测速方法的特点及存在的不足,并研究了宽带编码脉冲对测速方法的基本原理,首次将低自相关旁瓣二进制编码序列引入到鱼群测速的应用中,研究了一种基于宽带低自相关旁瓣二进制编码脉冲对的鱼群游动速度探测方法,进行了性能仿真 结果表明在本文仿真条件下该方法能对游动鱼群速度进行有效的探测。然后,对鱼类声散射多源特征提取方法及其分类特性进行试验研究。理论研究了基于小波包变换的特征提取,基于质心的特征提取,基于离散余弦变换的特征提取,并获得了小波包系数奇异值特征、小波包子带能量特征、时域质心特征、频域质心特征、离散余弦变换系数特征,通过Fisher判别方法对上述特征的分类性能进行评估,并将上述5种特征提取方法得到的特征量构成5组特征向量,利用SOM神经网络分类器对各个特征的分类能力进行综合比较。数据处理结果表明,离散余弦变换系数特征的分类正确率最高,这说明其很好的表征了不同鱼类之间的差异。然后对上述提取的部分特征进行了组合对比分析,结果表明部分组合特征会出现特征冗余的情况;不同特征提取方法得到的特征向量之间存在一定的互补性。最后对基于不同频带宽度鱼声散射信号所提取特征的分类性能进行了分析,结果表明,信号频带宽度越大,所提取的特征对鱼的声散射特性表征的就更加充分,这对鱼的分类研究是非常有利的。最后,研究基于合成核SVM的多方位声散射数据融合鱼分类方法。为充分发挥多种特征提取方法得到的特征量在鱼分类中的优势,提高分类性能,在理论分析传统单核S VM分类器分类原理的基础上,提出基于合成核SVM的多方位声散射数据融合鱼分类方法,即将不同特征信息数据以加权加法形式构成合成核以代替传统的单核形式,并基于多方位声散射数据用合成核SVM进行鱼的分类。讨论了分类算法中最优参数的交叉验证搜索方法,并在此基础上,结合试验数据对本文提出的分类方法的有效性进行检验。基于合成核SVM的鱼分类方法可得到比传统单核SVM更高的分类正确率,验证了合成核S VM在该分类问题中的有效性;不同种特征向量组合后,使用单核SVM的分类正确率并不一定能比单独一种特征向量获得的分类正确率高,而经合成核SVM处理后可有效解决此问题;基于SVM的多方位声散射数据鱼分类方法可得到比只利用单方位声散射数据更高的分类正确率,验证了多方位声散射数据融合鱼分类方法的有效性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-03-05）
李更[2]（2011）在《多波束探鱼仪模拟系统实现与数字逻辑设计》一文中研究指出探鱼仪是一种能够对水下鱼群进行探测与定位的助渔设备,它可以迅速发现鱼群,降低捕捞的盲目性,提高捕鱼效率。本文以多波束探鱼仪课题为背景,在对多波束探鱼仪的多通道发射机、多通道接收机、电源系统以及数字信号处理平台的逻辑设计方案进行了研究的基础上,完成了相应的设计与调试工作。在多通道发射机的设计过程中,首先通过对各种功率放大电路的比较研究,将发射机的电路形式确定为高效率的D类功率放大电路；在多通道发射机的设计过程中重点考虑了功放管选择、变压器设计、阻抗匹配、功放管驱动电路、储能电容计算等问题。电源系统的设计采用集成的DC/DC电源模块实现多种电压的输出,为了使电源输出的噪声与纹波特性可以达到要求,设计了电源模块的外围滤波电路。同时在电源板上还设计了控制电源模块工作顺序的电路模块。多通道接收机由可控增益放大电路、带通滤波器电路及固定增益放大电路等叁部分组成。在多通道接收机设计中,低噪声、一致性是重点与难点。本文通过对噪声源、运算放大器和PCB布局布线的研究有效抑制了接收机的噪声。为了保证多通道接收机各通道间的一致性,采用了简化双二次型带通滤波器作为接收机的滤波电路,并通过理论分析与计算确定了滤波器参数。数字信号处理平台以DSP和FPGA为核心器件,其中DSP是计算与控制核心,FPGA在DSP控制下完成相应的功能。本文完成FPGA部分的逻辑编写与调试工作,主要包括发射机的32路发射信号产生、32路数据采集、键盘控制、LCD控制、数模转换器控制等部分,还研究了相控发射的原理与带通采样原理。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2011-02-25）
张淑娟[3]（2009）在《多波束探鱼仪相控阵设计及信号处理平台实现》一文中研究指出本文以多波束探鱼仪科研项目为背景,对多波束探鱼仪相控阵布阵及信号处理平台的软硬件设计方案进行研究,设计开发了多波束探鱼仪信号处理平台,并经过水池实验,验证了此信号处理平台设计的可行性。以12元直线阵为例分析了相控阵布阵的基本原理,并在此基础上对四波束相控阵的布阵方案进行了计算机仿真研究,设计了合理的布阵方案。以DSP和FPGA为核心器件设计构建多波束探鱼仪信号处理平台,使其具备系统同步信号产生、基阵驱动信号发射、四路回波信号采集、回波信号处理、数据上传、数据信息显示、键盘控制、辅助设备接口及模拟器等功能。信号采集采用了带通采样技术,既降低了对A/D器件的性能要求,又缓解了后续数据处理的压力。在信号处理平台硬件电路调试正常的基础上,针对硬件电路功能完成了各个模块的软件设计。包括系统软件总体结构设计、信号采集软件设计以及显控软件的初步设计。初步完成了图形用户接口底层软件的编写和部分GUI软件的移植,开发适用于本信号处理平台的显控软件。最后,设计并完成水池实验,对此信号处理平台设计方案的可行性给予了验证。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2009-02-01）
田晓东[4]（2008）在《VxWorks嵌入式操作系统在多波束探鱼仪中的应用研究》一文中研究指出多波束探鱼仪作为一款复杂的声纳设备,其系统软件中除了必要的数据采集处理程序外,还包括大量纷繁复杂的显示、控制程序。另外,高端的多波束探鱼仪还集成有电子海图、GPS导航等高级功能,使得多波束探鱼仪的系统软件更加复杂,大大降低软件可靠性。因此,将高性能的嵌入式实时操作系统引入多波束探鱼仪显控软件开发,是提高软件可靠性,降低系统开发难度的关键技术之一。本论文基于黑龙江中小企业创新基金项目--多波束超声波探鱼仪的研制,将VxWorks嵌入式系统应用于多波束探鱼仪显控平台的开发,实现了操作系统移植、外围设备驱动程序开发以及显控界面的设计与开发。具体包括以下叁个方面:1、在分析了多波束探鱼仪工作原理和显控系统要求的基础上,提出了基于ACS-4051VE型PC/104嵌入式主板和VxWorks嵌入式操作系统相结合的软硬件解决方案和多波束探鱼仪显控界面设计方案,同时对相关参数的选取进行了论证。2、完成了VxWorks嵌入式操作系统在PC/104主板上的移植,为应用程序开发提供一个软件平台,同时完成了板级支持包BSP和外围设备驱动程序开发。3、利用WindML和Zinc组件对多波束探鱼仪显控界面进行了设计和开发。本论文的创新点是在探鱼仪的显控平台的设计中引入了嵌入式概念。利用本论文中提出的方案实现多波束探鱼仪的显控系统,可以在为用户提供友好的显控界面的同时有效的保证系统的实时性和可靠性,并为以后系统的功能扩展提供条件。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2008-03-01）
张小辉[5]（2008）在《多波束探鱼仪信号采集与处理板设计与实现》一文中研究指出探鱼仪作为一种助渔设备,能够准确探测到水下鱼群位置、数量和种类,能够对鱼群进行搜索、跟踪、识别、定位和测距,因此提高了渔业生产效率。针对单波束探鱼仪存在探测精度低的问题,本论文讨论了一种新架构下的多波束探鱼仪系统,通过记录多个不同方向波束回波信号的时间强度序列并进行处理,进而得到鱼群和海底的映像图像,从而实现对鱼群的探测和定位,具有探测精度高、探测深度大、覆盖区域大的特点。对多波束探鱼仪系统而言,高效的信号采集与处理的硬件平台和具有旋转定向发射功能的高性能信号源是其硬件系统设计的关键技术。本论文围绕该关键技术研究了以下几个方面内容。首先,讨论了多波束探鱼仪的系统架构,分析了其灵活、方便调试、扩展能力强等特点。其次,实现了以DSP和FPGA为核心的信号采集与处理板的硬件平台设计,其中包括32路A/D采集通道设计,DSP与FPGA之间的硬件通信接口设计以及DSP与PC/104主板的硬件通信接口设计等。然后,实现了以DSP和FPGA为核心的信号采集与处理板软件接口设计,其中包括一种高效且参数可调的软件采集机制设计,DSP与FPGA之问软件通信设计以及DSP与PC/104主板软件通信设计。论文还设计了一种新的DSP程序加载方法。最后,设计了一种高性能信号源。该信号源以DSP和FPGA为核心,具备旋转发射和定向发射两种工作方式且参数可调。其中,DSP主要承担信号源参数的运算任务,并通过与FPGA的硬件接口和软件握手协议将信号源参数传输至FPGA。而FPGA则根据这些参数利用波束形成技术产生信号。经调试,该多波束探鱼仪信号采集与处理板满足了设计要求。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2008-02-01）
多波束探鱼仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
探鱼仪是一种能够对水下鱼群进行探测与定位的助渔设备,它可以迅速发现鱼群,降低捕捞的盲目性,提高捕鱼效率。本文以多波束探鱼仪课题为背景,在对多波束探鱼仪的多通道发射机、多通道接收机、电源系统以及数字信号处理平台的逻辑设计方案进行了研究的基础上,完成了相应的设计与调试工作。在多通道发射机的设计过程中,首先通过对各种功率放大电路的比较研究,将发射机的电路形式确定为高效率的D类功率放大电路；在多通道发射机的设计过程中重点考虑了功放管选择、变压器设计、阻抗匹配、功放管驱动电路、储能电容计算等问题。电源系统的设计采用集成的DC/DC电源模块实现多种电压的输出,为了使电源输出的噪声与纹波特性可以达到要求,设计了电源模块的外围滤波电路。同时在电源板上还设计了控制电源模块工作顺序的电路模块。多通道接收机由可控增益放大电路、带通滤波器电路及固定增益放大电路等叁部分组成。在多通道接收机设计中,低噪声、一致性是重点与难点。本文通过对噪声源、运算放大器和PCB布局布线的研究有效抑制了接收机的噪声。为了保证多通道接收机各通道间的一致性,采用了简化双二次型带通滤波器作为接收机的滤波电路,并通过理论分析与计算确定了滤波器参数。数字信号处理平台以DSP和FPGA为核心器件,其中DSP是计算与控制核心,FPGA在DSP控制下完成相应的功能。本文完成FPGA部分的逻辑编写与调试工作,主要包括发射机的32路发射信号产生、32路数据采集、键盘控制、LCD控制、数模转换器控制等部分,还研究了相控发射的原理与带通采样原理。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多波束探鱼仪论文参考文献
[1].杜伟东.多波束探鱼声纳关键技术研究[D].哈尔滨工程大学.2015
[2].李更.多波束探鱼仪模拟系统实现与数字逻辑设计[D].哈尔滨工程大学.2011
[3].张淑娟.多波束探鱼仪相控阵设计及信号处理平台实现[D].哈尔滨工程大学.2009
[4].田晓东.VxWorks嵌入式操作系统在多波束探鱼仪中的应用研究[D].哈尔滨工程大学.2008
[5].张小辉.多波束探鱼仪信号采集与处理板设计与实现[D].哈尔滨工程大学.2008