推荐-三维成像声纳1 精品
三维成像声纳
0.5°
20° 0.5m-120m 7-30Hz 8mm 35W 18-75VDC Ethernet(10/100 Base T)or VSDL(with Ethernet
Comms
1000Base available) Impulse as standard,Schilling option
Connector
300m 4000m 2500m 300m 300m 4000m
深度 级别 频率
720KHz
720KHz
240KHz
1.35MHz
2.25MHz
10K/800KHz
重量
3.9Kg
7.96Kg
19Kg
21.7Kg
19.1Kg
2Kg
扫描 扇区 接口
120°×20°
120°×20 °
120°×45°; 120°×1.5°
BV5000-1350船坞扫描
高
软件
15.4in
• Leica Cyclone Register • Leica Cyclone Model
15.4in
• Leica Cyclone Register Customer Care Package (CCP)
• Leica Cyclone Model Customer Care Package
1000Base
产品介绍
Gemini 720id
高频三维实时成像声纳 Gemini 720i升级版
调焦能力优秀,适用于近距离观察和 远距离探测
耐压深度：4000m
产品介绍
Gemini 720id参数
工作频率
声学角度分辨率 扫描扇区 波束个数
720KHz
多波束和三维声呐技术在码头工程中的应用实例
多波束和三维声呐技术在码头工程中的应用实例多波束和三维声呐技术是现代海洋工程中非常重要的一种工具和手段。
这些技术可以为码头建设提供多种便利和优势，比如精准的船舶定位和测量，准确的深度和水文数据，以及高效的土壤勘探和病害检测等。
在本文中，我们将通过介绍几个实际应用案例来说明这些技术在码头工程中的具体应用和效果。
三维声呐技术是一种非常高效的海底测量方法，可以通过声波对海底进行三维扫描和成像。
在码头工程中，这种技术可以用来测量摆锤岩石墙体、码头底部、堆积区和航道等区域的精确坐标和深度。
同时，三维声呐技术还可以提供详细的海底地形和地貌图像，帮助码头工程团队更好地了解施工和建设环境，优化设计和施工方案。
实例：东海大桥二期工程东海大桥是中国东南沿海地区的一条高速公路跨海大桥，是国家重点工程之一。
在东海大桥二期工程中，施工团队采用了三维声呐技术对桥墩基础的海底地形和底质状况进行了测量和评估。
通过三维声呐技术，施工方成功获取了精准的施工坐标和深度数据，提高了施工效率和质量，同时还为后续维护和管理提供了重要的数据支持。
多波束技术是一种高精度的船舶定位和测量技术，可以利用多个单独发射器和接收器组合成信号束，从而实现船舶精准的位置识别和测量。
在码头工程中，这种技术可以用来实现码头船舶的精准定位和停靠，为码头物流和交通管理带来多种优势和便利。
实例：金港码头一期工程金港码头是我国东南沿海地区的一处重要集装箱码头，也是一项大型的建设工程。
在金港码头一期工程中，施工团队采用了多波束技术对船舶的停靠位置和路径进行了精准测量和定位。
通过该技术，码头管理部门可以实时监控和管理船舶停靠过程中的动态信息和数据，避免了船舶的碰撞和安全事故，同时也提高了码头运输和物流的效率和准确性。
总之，多波束和三维声呐技术是现代海洋工程中不可或缺的重要工具和手段，其在码头建设中的应用和效果也是非常显著和明显的。
通过这些技术的应用，可以帮助码头工程团队更加有效地管理施工过程、提高施工效率和质量、优化设计和施工方案，同时也为后续维护和管理提供了重要的数据支持和参考。
三维合成孔径声呐成像系统
三维合成孔径声呐成像系统所属领域：电子信息完成人：张学武等成果简介：系统主要由四个部分组成:湿端组件(拖体)、拖曳系统、信号处理机和控制台，各组成部分之间通过千兆以太网进行通信，协同完成超声波信号的发射、接收、声数据处理、和声图像的成像功能。
控制命令由干端显控台发出，通过光纤传输到湿端组件，湿端数据采集传输和控制中心通过串口与传感器进行通信;采集获得的声数据通过光纤发送到显控台进行处理。
数据采集传输和控制中心的硬件平台包含两块数据采集传输模块和一块控制中心模块。
数据采集板与接收机共用一个水密电子舱；控制中心板与系统电源共用一个水密电子舱。
主要技术指标本三维合成孔径声呐成像系统具有数据采集、传输与控制功能，其主要技术指标如下:(1)同步触发信号最高支持256路16bit AD同步采样，采样频率等于100kHz。
(2) AD采集差分输入，输入信号动态范围-1.625~1.625V。
输出通道幅度不一致性小于1dB，相位不一致性小于3度，通道噪声小于1mV(有效值)。
(3)传感器数据、控制命令与AD采集数据通过千兆以太网信号经控制中心电光转换后，进行单模光纤传输。
(4)湿端数据采集传输模块为+5. 7V直流电源供电，每个模块电流4A，电源输出纹波峰峰值电压≤100mV。
(5)数据采集功能分为两块电路板完成，每块电路板完成128通道数据采集，通过母板与接收机连接，每块板配置温度传感器芯片。
(6)通过串口接收信号采集板转发的显控台控制命令，进行命令解析和分包，再通过各串口分别发送各种对应的控制命令和设置参数给控制电机和各个传感器。
(7)提供3路线性调濒脉冲信号的发射信号源，DA频率大于200kHz。
信号形式:1路15kHz-30kHz正调频脉冲；1路6kHz-15kHz正调频脉冲；1路6kHz-15kHz 正调频脉冲或15kHz-6kHz反调频脉冲。
信号幅度3.3V, 1.65V, 0.825V,0.4125V可调，脉冲宽度5ms,10ms, 20ms可调。
声呐图像的三维重建技术研究
声呐图像的三维重建技术研究声呐技术是一种无创性、安全可靠的医疗检测手段，能够在人体内部获得高分辨率的图像信息，发挥了在医学、生物医学等领域的重要作用。
然而，传统的声呐图像是二维的，只有一个截面信息，难以准确还原三维模型信息。
因此，声呐图像的三维重建技术研究也成为了目前医疗影像领域的研究热点之一。
一、三维重建技术的应用声呐图像三维重建技术在医疗诊断、治疗方案制定、手术规划等方面都有着广泛的应用。
例如，对于心脏病的诊断，三维重建技术可以通过重建立体实体模型，通过旋转、放大等操作判读心脏病发生部位、大小、形态特征等重要信息，对病情进行全面评估。
在骨科手术规划中，医生可以通过重建患者受伤部位的三维模型，对手术范围、操作角度等进行合理规划，术前精确确定手术的困难程度、手术时间和术后的修复进程。
二、三维重建技术的发展历程早在20世纪90年代，人们开始尝试使用三维重建技术研究声呐图像的三维结构。
最初的方法是通过单张不同角度的二维图像叠加，最终形成三维模型。
但是由于这种方法耗时长且图像信息不准确，限制了进一步的应用。
随着数字成像技术的发展，更高精度、更高效率的三维重建技术应运而生。
目前主要的三维重建技术包括基于成像图像的方法和基于声信号的方法。
三、基于成像图像的三维重建技术基于成像图像的三维重建技术是通过对多个二维图像进行合成，构建成三维模型。
这种技术需要获取多张图像，而且需要确保拍摄角度不同，增加图像间的差异性。
这种方法可以通过多个诊断仪器进行图像采集，例如核磁共振、CT、X光等仪器。
通过对这些成像技术得到的图像进行重建，可以得到具有高精度的三维模型。
四、基于声信号的三维重建技术基于声信号的重建技术是通过对声信号的处理和分析，重建出三维模型。
这种技术需要先将声信号转换成二维图像，然后再基于多个二维图像构建成三维模型。
这种方法可以通过超声波成像仪器进行采集，该仪器可以捕获到三维声波反射信息。
通过对反射信息进行处理和分析，可以形成高精度的声呐图像三维重建模型。
声呐三维重建原理
声呐三维重建原理
声纳三维重建的原理主要基于声纳测深和定位技术。
具体来说，它包括以下几个步骤：
1. 数据采集：通过在水下部署声纳设备，发射声波并接收反射回来的回声信号。
这些信号包含了水下物体的深度、距离等信息。
2. 数据处理：将收集到的数据进行处理，包括噪声消除、信号增强等操作，以提高数据的质量和准确性。
3. 数据解析：根据声波在水中传播的速度，以及其反射和折射的特性，解析出物体的大小、形状、位置等信息。
4. 三维重建：利用解析出的信息，构建出物体的三维模型。
这一步通常需要使用专门的软件，如CAD软件，进行建模和渲染。
5. 结果输出：将重建的三维模型输出，可以用于进一步的研究、分析，或者制作成可视化的图像和视频。
需要注意的是，声纳三维重建的准确性和精度受到许多因素的影响，包括声波的频率、发射和接收设备的性能、环境条件等。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件进行调整和优化。
三维成像声纳数据采集系统设计
0引言
近年来，三维成像声纳[1]受到广泛关注，相关技术发 展 迅 速 。 三 维 成 像 声 纳 的 优 点 为 成 像 分 辨 率 高 ，缺 点 是 其接收基阵阵元数达几千甚至上万[2]，所对应的数据 采集 系 统 包 含 了 大 规 模 的 模 拟 通 道 ，设 计 复 杂 ，实 现 困 难 。 [3] 传统依赖经验的设计方法周期长、成本高，且很难 保 证 设 计 指 标 ，无 法 满 足 三 维 成 像 声 纳 设 计 要 求 。 因 此 ，需 要 一 种 更 加 理 性 的 设 计 方 式 ，能 够 保 证 设 计 的 可 靠性及指标要求。
1 三维成像声纳数据采集系统结构
三 维 成 像 声 纳 数 据 采 集 系 统 采 用 分 级 、模 块 化 设 计 。 [4⁃7] 其基本结构如图 1 所示。
图 1 数据采集系统结构图 Fig. 1 Structure diagram of data acquisition system
采集及解调模块在采集 N 个换能器阵元的信号 后，对每一个通道的数据进行解调[8]，输出基带信号。信
China（11304343）
噪 声 、信 号 过 程 ，提 出 数 据 采 集 系 统 主 要 设 计 参 数 需 要 满足的约束方程，利用约束方程验证数据采集系统设计 是 否 满 足 指 标 要 求 ，并 对 三 维 声 纳 的 最 终 性 能 进 行 预 测。最后通过实验结果验证设计方法的可行性。
三维声呐原理
三维声呐原理引言：三维声呐是一种利用声波传播和反射原理来获取目标物体位置和形状信息的技术。
它在军事、海洋勘探、水下探测等领域具有广泛应用。
本文将介绍三维声呐的原理和工作过程。
一、声波传播原理声波是一种机械波，通过介质中的分子振动传播。
声波的传播速度与介质的特性有关，一般在水中的速度约为1500米/秒。
声波在传播过程中，会遇到障碍物而产生反射、折射和散射等现象。
二、声波反射原理当声波遇到介质的边界时，会发生反射现象。
根据反射定律，入射角等于反射角，声波以相同的角度从边界上反射回来。
利用这个原理，三维声呐可以通过接收反射回来的声波来获取目标物体的位置和形状信息。
三、三维声呐的工作过程1. 发射声波：三维声呐通过发射器发出一束声波。
发射的声波可以是单一频率或多个频率的声波。
2. 接收反射波：声波在传播过程中，会遇到目标物体并发生反射。
三维声呐的接收器会接收到这些反射回来的声波。
3. 时差测量：三维声呐通过测量声波从发射到接收的时间差来计算目标物体与声呐之间的距离。
利用声波在水中的传播速度，可以根据时间差计算得到距离。
4. 角度测量：为了获取目标物体的方位角和俯仰角，三维声呐需要测量声波的入射角和反射角。
这可以通过控制声波发射的方向和接收反射波的方向来实现。
5. 数据处理：三维声呐会将接收到的声波数据进行处理，通过计算和分析得到目标物体的位置和形状信息。
常用的处理方法包括时差定位、相位差定位和多普勒效应等。
四、三维声呐的应用1. 海洋勘探：三维声呐可以用于海底地形测绘、海底资源勘探等。
通过测量海底反射声波的时间差和角度，可以绘制出海底地形图。
2. 水下探测：三维声呐可以用于水下目标探测，如水下航行器探测、水下障碍物避让等。
通过测量目标物体的位置和形状信息，可以实现水下目标的自动识别和跟踪。
3. 军事应用：三维声呐在军事领域有着广泛的应用，如水下声呐阵列用于潜艇的探测和追踪，水下声呐网络用于水下通信等。
总结：三维声呐利用声波传播和反射原理，通过发射声波并接收反射波，以时间差和角度测量为基础，通过数据处理得到目标物体的位置和形状信息。
C3d侧扫声纳综述
C3d侧扫声纳综述一：C3d侧扫声纳的简介•它是能成功地制作了一种融合高清晰度侧扫声呐图像和高精度测深数据而生成精确的海床地形、地貌的声呐系统(简称侧扫声呐C3D成像系统)。
该系统集侧扫声呐和多波束测深系统优点于一体，既可得到高清晰的图像数据、又可取得高精度的测深数据，而且测量幅度宽探测效率高。
干涉声呐一般使用二个水听器，随着测量范围的增大，相位差测角的精度降低，导致测深精度降低。
虽增大水听器间隔可改善远程测深精度。
但是，当水听器间隔超过波长的一半时，会出现相位多值性问题。
此外，干涉声呐不能求出同时来自多个目标的回波方向，如图所示的海底和垂直壁面的回波方向。
侧扫声呐C3D成像系统，与干涉声呐不同，使用６单元水听器阵列，利用CAATI专利技术，从６个接受信号的相位和振幅计算出多个（最多5个）同时到来的回波方向。
该系统在这方面个好地解决相关问题二：侧扫声纳工作的原理1、侧扫声纳是水下搜索、水下考察等一项重要的有力的工具，它能不受水体可见度的影响而快速覆盖大面积水域“看”到水下情况。
每边旁扫通过向水底发射声纳，反射后被拖鱼接收形成声纳影象来发现水下物体。
接收到的信号通过拖缆传到甲板上的显示单元。
[2]2、显示单元显示的是高分辨率的海底或湖底或河底或位于底部其他物体的声纳影像。
声纳的声波是通过安装在两边的拖鱼发射并接收的。
换能器的分辨率决定于发射声波的频率。
3、旁扫是以较低的频率来得到较大的扫描范围，但是精度要低。
高频系统可以得到较高的精度，但是扫描范围较小。
双频旁扫同时拥有高频和低频换能器，这样可以得到较大范围同时分辨率较高的图像。
4，侧扫声纳左右各安装一条换能器线阵,首先发射一短促的声脉冲,声波按球面波方式向外传播,碰到海底或水中物体会产生散射,其中的反向散射波(也叫回波)会按原传播路线返回换能器被换能器接收,经换能器转换成一系列电脉冲.三：C3D侧扫声纳的应用1：海洋测绘中C3D侧扫声纳可以显示微地貌形态和分布,可以得到连续的有一定宽度的二维海底声图,而且还可能做到全覆盖不漏测,这是测深仪和条带测深仪所不能替代的,所以港口、重要航道、重要海区,都要经过侧扫声纳测量情况. 这是其他探测设备不可替代的2：海洋地质调查C3D侧扫声纳的海底声图可以显示出地质形态构造和底质的大概分类,可以显示出洋脊和海底火山,是研究地球大地构造和板块运动的有力手段3：海洋工程勘探利用C3D侧扫声纳可以分析地貌、海底构造,底质,可以分析海床迁移和稳定性. 所以也广泛应用于海洋工程勘探,如海底电缆、海底输油管线的路由器调查等4：寻找水下沉船沉物和探测水雷C3D侧扫声纳分辨力高,可以发现水雷等小目标,可以发现沉船,并能显示沉船的坐卧海底姿态和破损5：C3D用途大概可总结：•C3D侧扫声纳还广泛应用于其他方面,如渔业研究、水下考古等水道通航研究•水道测量与海底地貌制图•工程与科学研究•水下目标物探测•电缆、光缆及海底管线探查•过江及跨海大桥水下建筑物安全探测•海底矿产分布状况探测•渔群生物量估计四：声图成像特征声图依据扫描线像素的灰度变化显示目标轮廓和结构以及地貌起伏形态. 目标成像灰度有两种基本变化特征:(1)隆起形态的灰度特征. 海底隆起形态在扫描线上的灰度特征是前黑后白,亦即黑色反映目标实体形态,白色为阴影.(2)凹陷形态的灰度特征. 海底凹洼形态在扫描线上的灰度特征是前白后黑,亦即白色是凹洼前壁无反射回声波信号,黑色是凹洼后壁迎声波面反射回波声信号加强.海底表面起伏形态和目标起伏形态,在声图上反映灰度变化,就是以上两种基本特征的组合排列变化(见图8).五：C3D系统的优势1.用户可根据需要进行选择舷侧固定、拖鱼及AUV等多种安装方式，通过ADSL高速通信连接器和光缆通讯，可对3000―6000m海底地形进行探测。
三维成像声呐在水下沉船扫测中的应用
三维成像声呐在水下沉船扫测中的应用摘要：本文介绍了三维成像声呐的系统组成和工作原理，并将其应用于水下沉船扫测中。
实际应用结果表明，三维点云数据能够很好的获取水下沉船的沉坐状态，精细的展示沉船的各个细节，数据完整、准确，具有其独特的优越性。
关键词：三维成像声呐；水下沉船；点云数据1 引言船舶失事沉没后，从事打捞工作的技术人员需要掌握沉船的沉坐状态信息，以便采用相应的方法进行打捞工作。
传统的二维成像声呐和多波束系统在直观性和精细度方面不能满足船体沉坐状态探测的要求，而三维成像声呐系统能够获取目标更精细的三维点云数据，从而可以提供沉船更多细节状态的描述。
本文阐述了三维成像声呐系统的基本组成和原理，并结合工程应用实例，从数据采集、点云数据去噪、配准和拼接建模等数据处理过程进行了分析。
2 三维成像声呐基本原理三维成像声呐BlueView 5000可生成水下地形、结构和目标的高分辨率图像。
声呐采用紧凑型低重量设计，便于在三脚架或ROV上进行安装，只需触动按钮，三维扫描声呐就会生成水下景象的三维点云。
扫描声呐头和集成的云台可以生成扇区扫描和球面扫描数据。
可以在低照度或者零可见度的水下环境下，获得陆地三维激光扫描一样的图像。
2.1系统组成三维成像声呐系统（BV5000）包括硬件和软件两部分。
其中硬件部分主要包括声呐、云台、甲板单元及数据传输电缆等；软件部分包括Proscan、BlueViewer和第三方软件Cyclone及若干驱动程序。
声呐和云台通过专用线缆连接到接线盒，接线盒又通过以太网电缆和USB传输线与计算机连接，实现计算机与声呐和云台之间的通信，系统示意图见图1。
声呐发射并接收声呐信号，云台控制声呐的旋转和俯仰角度，Proscan是实时控制软件，可控制云台转动及声呐的相关参数，BlueViewer软件可进行点云数据査看和基本量测，第三方软件Cyclone可进行点云数据编辑处理。
2.2 工作原理三维成像声呐系统（BV5000）进行水下扫测的基本原理为声学测距。
海上测绘技术中的声纳成像原理与方法
海上测绘技术中的声纳成像原理与方法导言：海上测绘技术是对海底地貌和水下设施进行调查和记录的重要手段。
声纳成像作为其中的重要技术手段之一，在海洋科研、海洋工程、海洋资源开发等领域发挥着重要的作用。
本文将从声纳成像的原理和方法出发，探讨其在海上测绘中的应用和发展趋势。
一、声纳成像原理声纳成像是利用声波传播在水中的特性，通过声波的反射、折射等特性来获取水下目标的空间分布情况。
声纳成像的原理主要包括以下几个方面：1. 声波传播：声纳成像利用的是声波在水中的传播特性。
当声波遇到介质界面时，一部分声能被反射回来，一部分声能则会继续传播，并在水下的目标物体上发生散射、反射等现象。
2. 声纳探测器：声纳成像需要用到声纳探测器，它通常是由发射器和接收器组成的。
发射器将声波信号发送到水下目标上，接收器则用于接收目标反射回的声波信号。
3. 声纳图像重建：通过接收到的声波信号，结合声波传播的物理规律，可以获得水下目标的位置、形状、大小等信息。
在成像过程中，需要对接收到的信号进行处理和重建，最终得到具有空间分布信息的声纳图像。
二、声纳成像方法声纳成像技术主要包括侧扫声纳成像和多波束声纳成像两种方法。
1. 侧扫声纳成像：侧扫声纳成像是一种常用的声纳成像方法，也是目前海洋测绘中应用最广泛的技术之一。
它通过船舶携带的声纳设备，从侧面对水下进行扫描和成像。
在扫描的过程中，声纳设备将连续发射声波，并接收反射回来的声波信号。
然后，利用接收到的声波信号，结合正演模拟和反演算法，对海底地形进行成像。
2. 多波束声纳成像：多波束声纳成像是一种近年来发展起来的声纳成像方法，相比于侧扫声纳成像，它具有更高的分辨率和更准确的成像能力。
多波束声纳成像利用船舶上的声纳设备，同时发射多个波束的声波信号，并接收反射回来的声波信号。
三、海上测绘中的声纳成像应用声纳成像技术在海上测绘中有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 海底地形测绘：声纳成像技术可以对海底地形进行高精度的测绘，包括海底的地貌特征、凹凸不平的地表、海底山脊等。
三维成像声纳论文
三维成像声纳姓名：徐静班级：1013105专业：光电子技术与科学院校：长春理工大学光电信息学院目录摘要第一章声呐1.1 声呐的概述1.2 三维成像技术1.3 三维成像声呐的发展现状第二章三维成像声呐的工作原理第三章三维成像声呐的应用第四章三维成像声纳的选择第五章结论和展望摘要声纳的发展背景：海洋蕴藏着丰富的矿产和能源，同时又具有重要的军事地位，海洋开发日益受到人们的重视。
首先，全球能源日益紧张，所以开发新的能源和空间十分必要，海洋是个巨大的能源宝库，具有很大的开发潜力。
其次，我国海岸线绵长，海域辽阔，了解海域特点、海底地形地貌状况对维护国家安全很有必要。
从上面可以看到成像声纳有着十分广泛的用途，不仅关系到军事方面，而且还关系到国民经济生活发展的很多方面，所以研究和发展成像声纳十分必要和迫切。
三维成像声纳所使用的可视化技术，将大量枯燥的数据以生动的立体图形图像的方式表现出来，使人们能够对声纳数据进行更直观的解释和分析，提高水下探测的工作效率。
借助成熟的三维显示技术，三维图形可被缩放、移动和转动、测距，以便工作人员可以从各种视角更好地进行观察和理解，提供准确、科学的依据。
1.1声呐的概述声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。
它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。
此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。
基于前视三维声呐的轨条砦识别方法
基于前视三维声呐的轨条砦识别方法李宝奇;任露露;陈发;钱斌;黄海宁【期刊名称】《水下无人系统学报》【年(卷),期】2022(30)6【摘要】针对轨条砦目标探测和识别困难的问题,文中利用前视三维成像声呐提高轨条砦目标探测效果,并设计一种基于单步检测(SSD)的三维点云目标识别方法(PCSSD)。
该方法首先对原始波束域数据进行阈值滤波和直通滤波处理;接着,对滤波后的三维点云数据进行前向投影,并得到深度灰度图和深度伪彩图;而后,利用SSD 目标检测模型对深度伪彩图进行检测识别;随后,从深度灰度图检测目标特征中计算目标的深度范围;最后,结合二维目标检测结果和深度范围对三维点云中的轨条砦目标进行标注。
与此同时,提出了一个基于多尺度注意力机制的特征提取模块,并利用该模块设计了改进的目标检测模型SSD-MV3ME。
在三维点云轨条砦目标检测数据集GTZ上,SSD-MV3ME在检测时间基本相等的条件下,检测精度比轻量化目标检测模型SSD-MV3提升1.05%,模型参数减少2482 KB。
实验结果表明,基于SSD-MV3ME的PCSSD更适合轨条砦目标识别任务。
【总页数】7页(P747-753)【作者】李宝奇;任露露;陈发;钱斌;黄海宁【作者单位】中国科学院声学研究所;苏州桑泰海洋仪器研发有限责任公司;中国科学院大学;中国科学院先进水下信息技术重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TJ630.1;U644【相关文献】1.基于三维模型的前视红外目标匹配识别方法2.应用二维稀疏阵列的三维前视声呐方位估计3.基于Khatri-Rao积的三维前视声呐空间方位估计技术4.三维前视声呐信号处理方法5.大噪声环境下前视声呐图像目标识别方法研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三维声呐工作报告
三维声呐工作报告摘要本报告介绍了三维声呐的工作原理、应用领域、技术优势以及发展趋势。
三维声呐作为一种重要的水声探测技术，已经在海洋勘探、海底测绘、水下目标识别等领域得到广泛应用。
随着技术的不断进步和应用需求的不断扩大，三维声呐在水声探测领域的应用前景非常广阔。
本报告旨在通过详细介绍三维声呐的工作原理和应用情况，为相关领域的研究人员和技术从业者提供参考。
关键词：三维声呐；水声探测；海洋勘探；海底测绘；水下目标识别一、引言三维声呐是一种利用声波对水下目标进行探测和成像的技术设备。
相对于传统的二维声呐，三维声呐能够在水下实现更加精确的定位和成像，具有更高的分辨率和更广的探测范围。
三维声呐在海洋勘探、海底测绘、水下目标识别等领域具有重要的应用价值，受到了广泛关注。
二、工作原理1. 声波传播原理三维声呐利用声波在水下的传播特性来实现对水下目标的探测和成像。
声波在水下的传播速度受到水域温度、盐度、压力等因素的影响，因此在实际应用中需要进行相关的修正和校正。
2. 接收和处理技术三维声呐通过接收水下目标反射回来的声波信号，并通过信号处理技术进行分析、滤波、增强等操作，从而实现对水下目标的成像和识别。
接收和处理技术是三维声呐的核心技术之一，直接关系到声呐系统的成像效果和探测性能。
三、应用领域1. 海洋勘探三维声呐在海洋勘探中起着至关重要的作用，可以对海底地貌、地质构造、海底生物等进行全方位、高分辨率的探测和成像，为海洋勘探工作提供了重要的技术支持。
2. 海底测绘三维声呐可以实现对海底地形的三维成像，具有较高的空间分辨率和成像精度，可以为海底管道敷设、海底工程施工等提供具体的地形数据，为相关海底工程的规划和实施提供重要的参考依据。
3. 水下目标识别三维声呐可以对水下目标进行精确的识别和定位，包括潜艇、水下无人航行器、水下管线等，具有重要的军事和民用应用价值。
四、技术优势1. 高分辨率三维声呐具有较高的空间分辨率和成像精度，可以对水下目标进行精准的成像和识别。
海洋测绘技术手段在水下隐蔽工程结构检测中的应用——以水下三维全景声呐为例
海洋测绘技术手段在水下隐蔽工程结构检测中的应用——以水下三维全景声呐为例◎ 林斌 福建省港航勘察科技有限公司摘 要：本文以利用海洋测绘技术手段应用于沿海陆岛交通码头、内河桥梁水下隐蔽工程结构检测的实际案例为依托，介绍了Teledyne Blueview 5000-1350水下三维全景声呐系统的探测原理和方法，分析了实际应用过程中实现的目的和效果，总结了应用过程中容易出现的一些问题，并提出了使用过程中的改进措施和建议。
关键词：海洋测绘技术手段；水下结构检测；水下三维全景声呐系统；虚假反射1.引言海洋测绘是研究海洋、江河等水域及毗邻陆地区域各种几何、物理、人文等地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的科学与技术[1]，主要以海洋地球物理探测技术手段为主，海洋测绘发展历程经历了模拟化、数字化初期阶段，正向信息化、智能化新阶段转型[1]，提供的技术服务也向预测、决策等服务方向拓展。
我国海洋测绘技术研究的进展主要在卫星测高、卫星遥感反演、多元数据融合分析、机载L iDA R测量技术等方面有进一步完善和成熟。
我国海洋测量平台由单一的岸基、海基测量平台逐步向天基、空基和潜基平台延伸，海洋装备向无人化、智能化、便携化和多功能化方向发展。
在“一带一路”的引领下，水运工程发展迅速，为确保水运工程正常履行使用功能，需按一定的时间对其进行相应的结构检测工作，以评估判断该工程是否能继续提供安全可靠的使用功能，其中水运工程水下部分的结构处于隐蔽环境，检测主要通过水下摄像、人工潜水探摸等方式进行[2]，数据结果受采集条件及人为影响因素较大，且无法判断数据的可靠性。
随着技术的进步，海洋测绘装备不断优化升级，具有越来越多的优势和更多的应用场景，利用海洋测绘技术手段对水运工程水下部分进行检测，是一种更加客观、可靠的方法，主要的技术为水下激光扫描成像、声波扫描成像，其中激光的应用环境相对严苛，受水体浊度影响较大，信号衰减严重，数据质量不稳定，相反声波具有较强的穿透能力，具有较广的应用场景。
前视声呐成像原理
前视声呐成像原理
前视声呐成像原理是一种非常重要的成像技术，它使用声波来获
取目标的三维图像。
以下是前视声呐成像原理的详细步骤：
第一步：发射声波信号
前视声呐成像系统通过发射声波信号来探测目标。
这些声波信号
是由一个称为“发射器”的装置产生的。
发射器会向前发射声波信号，这些信号反弹回来后就会被接收器捕捉到。
第二步：接收反射波
当声波信号撞上目标并反弹回来时，它们会被声纳传感器接收器
捕捉。
接收器上的接收元件可以检测到这些反射波并将其转化为数字
信号，这些信号可用于生成目标的图像。
第三步：处理数据
接收器上的电路会处理这些数字信号并使用它们来构建目标的三
维模型。
处理后的数据显示在显示器上，显示出目标的轮廓，大小，
形状以及其他细节。
第四步：分析三维数据
处理后的三维数据可用于许多应用，包括检测目标形状，距离，
大小，深度和方向等。
此外，这些数据可以用于制定机器人的运动规划，以便它们可以预测和避免可能的障碍物。
总结
前视声呐成像技术是一种非常重要的技术，它可以用于许多领域，包括机器人，医学成像和民用领域等。
通过发射和接收声波信号并对
其进行处理，前视声呐系统可以生成三维图像，使我们可以看到目标
的轮廓，大小和方向等细节。
这项技术有助于提高生产效率，保护人
员安全并推动科学研究的进展。
声纳的用途和功能包括
声纳的用途和功能包括声纳（Sonar）是一种利用声波进行探测和测量的技术。
它广泛应用于海洋科学、水下探测、水下通信、渔业、地质勘探等领域。
声纳的用途和功能非常多样，下面将对其进行详细介绍。
1. 水下探测：声纳是水下探测的重要工具。
它能够发射声波，并通过接收回波来获取目标物体的位置、形状和性质。
在海洋科学中，声纳可用于探测海底地形和地质构造，研究水下的地震活动、海底沉积物、海洋生物等。
在水下工程中，声纳可用于检测障碍物、管道和海底设施，用于水下搜救、海底考古、水下建设和维修等。
2. 水下通信：声纳也可用于水下通信。
由于水中传播声波的速度较快，声纳能够实现远距离的水下通信。
在水下作业、水下探测和科学研究中，声纳可用于传递指令、获取数据和交流信息。
3. 渔业：声纳在渔业领域被广泛应用。
它可用于捕鱼船舶寻找鱼群、判断鱼群的大小和密度，并预测鱼群的迁徙和分布。
声纳可通过鱼群的回波来分析鱼的数量和种类，帮助渔民选择最佳的捕鱼地点和捕鱼工具，提高渔业生产效率。
4. 地质勘探：声纳在地质勘探中也有重要应用。
它可用于测定地下的水域和岩层分布、地下溶洞和矿产资源等。
通过分析声纳回波的特征，地质学家能够了解地下的地质构造和形态，进而推断地下资源的类型和分布。
5. 军事应用：声纳在军事领域有广泛的应用。
潜艇利用声纳技术进行水下目标的探测、跟踪和定位。
水面舰艇也利用声纳来进行水下威胁的侦测和反制。
此外，声纳在水雷检测和处理、水下导航和水下战斗中也起着重要的角色。
6. 医学影像：声纳技术在医学影像领域得到了广泛应用。
超声波成像采用了声纳的原理，可以对人体组织进行无创检测，用于产前检查、胎儿监测、器官检查等。
声纳成像具有分辨率高、成本低等优势，已成为医学领域不可或缺的工具。
7. 水下导航：声纳可用于水下导航和定位。
声纳信号的传播速度和波束方向性，可以帮助水下航行器进行精确定位和导航。
声纳还可用于水下机器人和潜水员的导航，以及水下工程施工和维护中的定位和导航。
3DSS-iDX-450三维侧扫声呐及条带测深仪设备验收及性能分析
Marine Technology 航海技术3DSS-iDX-450三维侧扫声呐及条带测深仪设备验收及性能分析汪连贺（北海航海保障中心天津海事测绘中心，天津河西 300222）摘 要：测量设备验收是一项基础、系统的工作，通过设备验收，检验设备实际指标是否符合购置的要求，是否满足相关测量规范标准，确定新购置设备在实际生产中的操作流程、工程适用度。
三维侧扫声呐及条带测深仪是本中心2018年引进的新型测量设备，根据中心质量管理体系和相关规范的要求，测绘设备在投入使用前需要进行海上测试以保证设备有效性和结果的准确性，并积累设备使用经验，指导实际生产。
关键词：Ping3D 侧扫声呐；条带测深仪；设备验收0 引言天津海事测绘中心隶属于交通运输部北海航海保障中心，开展上级安排的海道测量、通航尺度核定、应急抢险、沉船扫测等工作，保障航行安全，必须保证测量精度和设备稳定可靠以及高效率。
侧扫声呐和多波束全覆盖测量是目前水道测量的主要技术手段，为了更好地完成上级下达的港口航道测量年度指令性任务，开展港池、航道、锚地等测量工作，执行海事应急抢险、沉船等碍航物扫测、通航尺度等工作，详细了解水下状况以及水下目标的状况，中心引进了高分辨率的Ping3D 侧扫声呐及条带测深仪。
1 3DSS-iDX-450三维侧扫声呐及条带测深仪简介3DSS-iDX-450（见图1）是加拿大Ping DSP 公司生产的三维侧扫声呐及条带测深一体化系统，内置了实时高精度声速探头及高精度可获GNSS 辅助的测量级IMU 姿态传感器，可内置或外接支持RTK 实时差分及Qinertia PPK 后处理差分的GNSS。
3DSS-iDX-450采用了Ping DSP TM 专利信号处理技术，从根本根变了过去相干理论中的单一入射角识别方法，实现了多入射角同时到达检测技术（如海底、海面、水柱和多路径等），成功地在一台便携且易用的小型声呐上，实现了真三维侧扫点云图像以及超宽覆盖水道测深一体化，革命性地将2D 侧扫声呐扩展到三维立体时代，在完全享用无偏差的坐标位置的同时，实现了侧扫测深的二维和三维图像的同步显示。
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三维成像声纳专业：光电子技术与科学院校：长春理工大学光电信息学院目录摘要第一章声呐1.1 声呐的概述1.2 三维成像技术1.3 三维成像声呐的发展现状第二章三维成像声呐的工作原理第三章三维成像声呐的应用第四章三维成像声纳的选择第五章结论和展望摘要声纳的发展背景：海洋蕴藏着丰富的矿产和能源，同时又具有重要的军事地位，海洋开发日益受到人们的重视。
首先，全球能源日益紧张，所以开发新的能源和空间十分必要，海洋是个巨大的能源宝库，具有很大的开发潜力。
其次，我国海岸线绵长，海域辽阔，了解海域特点、海底地形地貌状况对维护国家安全很有必要。
从上面可以看到成像声纳有着十分广泛的用途，不仅关系到军事方面，而且还关系到国民经济生活发展的很多方面，所以研究和发展成像声纳十分必要和迫切。
三维成像声纳所使用的可视化技术，将大量枯燥的数据以生动的立体图形图像的方式表现出来，使人们能够对声纳数据进行更直观的解释和分析，提高水下探测的工作效率。
借助成熟的三维显示技术，三维图形可被缩放、移动和转动、测距，以便工作人员可以从各种视角更好地进行观察和理解，提供准确、科学的依据。
1.1声呐的概述声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。
它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是中应用最广泛、最重要的一种装置。
声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。
此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。
1.2三维成像技术通常我们说一个客观的世界是三维的，客观世界的三维图像通过某种技术把它记录下来然后处理、压缩再传输出去，显示出来，最终在人的大脑中再现客观世界的图像，这个过程就是三维成像技术的全过程。
1.3 三位成像声纳的发展现状三维成像声纳与普通的多波数声纳的区别，在于它具有更高的分辨率，从而可以提供水下目标外形轮廓的更多细节描述。
高分辨率成像声纳在对水下目标进行成像时，能够提供非常优秀的图像质量，从而可以对目标进一步地跟踪和识别。
目前最前沿的三维成像声纳是以声透镜技术为基础，它能提供目标的实时动态视频图像，质量小、尺寸小，可以装载到各种AUV、ROV上进行水下作业。
声视觉导航：给出目标物尺寸和方位信息海底地貌检测：提供海底的等高线图和地理参考数据，海图的绘制。
残骸搜索：提供失事船只残骸的详细信息堤坝的检测：提供堤坝的裂缝信息管道检测：对海底油气输送管道进行安全检查桥墩探伤：检测受损桥墩的险情海港检测：给出水下目标的回声及运动轨迹和速度海床检测：矿产资源和能源勘探图1-1 海图图1-2 失事船只残骸第二章声纳工作的基本原理声纳头发射声音波束的频率是特定的，声纳头发射波束，波束经过障碍物反射，声纳头接收声音信号，将其转化为电信号；再通过RS232协议将电信号传输至水下光端机，光端机把电信号转化为光信号，光信号通过光缆传输至水上光端机，水上光端机把光信号转化为电信号，再通过RS232协议传输至声纳控制单元，声纳控制单元利用声纳的操作软件（如Seanet Pro）把声纳头扫描到的信息以图像的形式显示在显示屏上。
在水上，可以通过操作软件或控制单元面板控制声纳。
标准的声纳水下接头的是由Tritech提供的6针的接头，如图2-4所示。
图2-1 声纳发射与接收信号图2-2 声纳控制软件界面图2-3 声纳工作线路图2-4 声纳的六针接头第三章产品介绍及其应用示例3.1 产品介绍3.1.1Gemini 720iGemini 720i是一种紧凑型实时高频sonar，它创设了多波束成像声纳的新标准，优化的信号处理电路设计使Gemini 720i sonar提供清晰的实时图像；一个集成的声速计能进行图像的锐化和精确测距；声纳数据能呈现在Tritech公司的Senet Pro 或Gemini的独立操作软件上。
如图3-1：图3-1 Gemini 720i系统的主要技术规格：工作频率720KHz声学角度分辨率 1.0°扫描扇区120°波束个数256有效角度分辨率0.5°垂直波束宽度20°探测距离0.2m-120m扫描速率10-30Hz距离分辨率8mm接口规格：Power consumption 35WSupply voltage 18-75VDCms Ethernet(10/100 Base T)orVSDL(with Ethernet 1000Baseavailable)机械参数：Depth Rating 300m(984ft)Weight in air 3.9Kg(8.82Lb)Weight in water 1.2Kg(2.65Lb)Width 135mm(5.31〞)Height 110mm(4.33〞)Depth 228mm(8.98〞)3.1.2 EclipseEclipse不仅是一个多波束测深系统，还可以安装在ROV上在2500m水深作为前视导航和三维立体化可视模式系统。
它采用延时式波束形成模式和电子式波束控制系统。
它电子扫频可以获得1.5°剖面式波束，声纳头前方120°x45°空间的图像数据可以获得。
并且以10米量程和1°扫频步进速度，Eclipse扫描整个工作空间不需要1秒。
3D模式可以吧测量数据进行数字化处理嵌入到3D图像中，图像包含距离、方位数据、水平和垂直距离，以及感兴趣的两个方位点之间的倾斜角度数据。
它有两种模式：剖面模式（120°x1.5°）或前视模式（120°x45°）。
Eclipse可以通过测距和辅助导航接近目标获得目标更详细的数据资料。
如图3-2：图3-2 eclipse系统的主要技术规格：物理特性甲板控制单元：Eclipse使用具有高性能图像处理功能的专用PC机作为甲板单元。
PC机安装有专用于和Eclipse声纳头通讯的硬件单元和处理软件。
3.1.3 Gemini 720idGemini 720id是继Gemini 720i之后的又一款前视三维实时成像声纳，它的耐压深度是4000m，波束宽度120°。
由于其优秀的调焦能力，它不仅适用于近距离观察ROV自身的推进器而且适用于远距离目标探测。
如图3-3：图3-3 Gemini 720id系统的主要技术规格：工作频率720KHz声学角度分辨率 1.0°扫描扇区120°波束个数256有效角度分辨率0.5°垂直波束宽度20°探测距离0.5m-120m 扫描速率7-30Hz距离分辨率8mm接口参数：Power consumption 35W Supply voltage 18-75VDCmsEthernet(10/100 Base T)or VSDL(with Ethernet 1000Base available)ConnectorImpulse as standard,Schilling option available(Schilling seanet)机械参数：3.1.4 BLUEVIEW BV5000BLUEVIEW BV5000系列是高分辨率三维实时成像声纳目前该系列只要有两款三维成像声纳：BLUEVIEW BV5000-1350和BLUEVIEW BV5000-2250。
如图3-4：其参数如下表所示：图3-4 BLUEVIEW BV5000图3-7 gemini720i沉船扫描图3-8 BV5000-1350船坞扫描图3-9 BV5000-2250导管架扫描图3-10 二维声呐扫描示例第四章三维成像声纳的选择声纳的选择主要参考声纳的类型、价格以及以下五个参数：深度级别、频率、重量、扫描扇区、通讯接口以及性能。
类型二维避障声纳：这种声纳能够实现避障、搜索目标以及目标确认的功能。
三维成像声纳：这种声纳在目标物与声纳相对静止的条件下扫描到清晰的图像，这种声纳一般运用在码头、船坞、桥墩等的检测中，将这种声纳装在支架上放到河床上或者浅海海床上，在与目标物相对静止的条件下拍摄到扫描范围内的情况。
简单地说，这种声纳在零能见度条件下发挥了相机的作用，但与相机有两点不同：相机拍摄不到障碍物后面的情况，但是三维成像声纳能够现实障碍物后面的情况。
相机拍摄的结果是既定的，即照片中的内容已经定格了，但是三维成像声纳扫描得到得图形能够随意翻转，能够从另外的角度讲目标物显示在终端显示屏上。
三维实时成像声纳：这种声纳能够在目标物与声纳相对运动运动的情况下实时地将声纳扫描得到的数据以图像的形式展现在终端显示器上。
如ROV在检查海管时，ROV可以沿着管线前进，ROV可以扫描到声纳；这种声纳能够扫描到水中游动的鱼。
简单地说，这种声纳在零能见度条件下能够想摄像机一样拍摄到扫描范围内的情况，但与摄像机也有两点不同：摄相机拍摄不到障碍物后面的情况，但是三维成像声纳能现实障碍物后面的情况。
摄相机拍摄的结果是既定的，即照片中的内容已经定格了，但是三维成像声纳扫描得到得图形能够随意翻转，能够从另外的角度讲目标物显示在终端显示屏上。
频率声纳的频率越高、波束越窄成像的清晰度就越高，但是对光纤和光端机的要求也就越高，ROV命令、反馈信号、图像等信号的传输是通过单模光纤传播的，单模光纤相比于可支持更长传输距离，在100Mbps的，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离，载波频率越大，同一根光纤能够传输的数据量越大，所以三维成像声纳的应用一般不会影响到其它信号的传输。
Quantum13、Quantum14、Quantum18、Quantum19铠甲缆中有六根光纤，Quantum13、Quantum14滑环中光滑环只允许两根光纤，Quantum18、Quantum19滑环中光滑环只允许三根光纤，并且一根是TMS的光缆，所以四套设备用于ROV通讯的光纤各只有两根，其中一根是备用光纤。
声纳图像信息的容量过大，单根光纤无法传输时有两种方法可以解决：如果光端机可以同时对两根光纤编码，可以启用另一根光纤，一根光纤只传输声纳的信号，另一根传输其他信号。
如果光端机在同一时刻只能编码一根光纤上的数据，可以应用光纤收发器对另一根光纤收发信号。
重量下表中提供的重量参数中，Gemini 720i、Gemini 720id、Eclipse、Seaking DFS 都是声纳自身的重量，BV5000系列的两款声纳的重量包括云台的重量。