浑水中船舶水下观察检测技术初探.pdf

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1、第28卷第6期2015年12月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．28No．6Dec．2015浑水中船舶水下观察检测技术初探张文瑶，郦智斌(91872部队，上海200083)摘要：文章主要开展了水下多波束成像观察检测技术研究，采用多波束声呐成像、声透镜声呐成像和局部清水成像方法，在浑水水域，对船舶目标进行了实船水下观察检测，从而构建了船舶浑水条件下水下观察检测体系。关键词：水下检测；声呐成像；船舶中图分类号：U672doi：10．13352／j．issn．100l一8328．2015．06．0

2、11Ab吼瑚Ict：ThispapermajIllystudiedthe印plicationtechn0109yofunderwatermulti—beamimagingobsenra—tion．Metllodsofmulti—be锄sonarim晤ng，acousticlenssonaLrimagingandlocalclearwaterimagingareused．Inthemuddywater，t}leunderwaterobservationanddetectionoftheshiptarget

3、arec枷edoutinordertobuildasystemofshiplaunchingondetectionofmuddywaterconditions．Keywords：underwaterdetection；sonarimage；ship在我国东海地区、长江流域和江河人海口等浑水区域，常规的水下照相、摄像等水下观察检测是无法进行的，水下微光摄像、水下激光成像等设备的使用也是有限的，浑水条件下水下观察检测是世界公认的水下作业难题之一。多波束成像检测技术，与传统的单波束检测系统相比，具有扫幅宽、全

4、覆盖、高效和高精度的特点，它的诞生对声学探测技术的发展具有划时代的意义，是解决浑水条件下观察检测的有效技术手段。1水声成像检测技术声波是迄今为止水中最有效的信息载体。高分辨率成像声呐是在浑浊水域对水下目标以及环境进行成像检测的最有效手段。虽然声呐技术的不断发展使得成像声呐的分辨率等技术指标不断提高，但是由于信息载体和传输介质的差别，声呐图像与我们熟悉的光学图像相比，仍然具有分辨率低、噪声和混响干扰强、目标边缘模糊不清等特点，给水下目标的检测带来巨大困难。因此一个完整的船舶成像检测平台，除了要有较高分辨率

5、的成像声呐设备，还必须配有声呐图像处理模块，依托声呐图像处理技术改善获取的原始图像的质量，或者在特定需求背景下提取并识别可疑目标，以提高观察检测的效果。按照水下声学成像系统的探测范围可把水下声学成像系统分为2大类。第l类就是用于大面积、大深度扫海测量的水声成像系统，主要包括多波束测深系统、侧扫声呐系统和合成孔径声呐系统等。多波束声呐系统(MBES)以获取海底测点的高精度平面位置和水深为主，以获取图像信息为辅。现代侧扫声呐系统(SSS)在成像的同时也可给出同多波束声呐系统一样但位置精确度较差的全覆盖水深，

6、但以获取高分辨海底图像为主，以测深为辅‘1l。第2类是用于对近距离、小范围区域进行成像的水声成像系统，称为微地貌探测系统，主要包括前视声呐系统、声透镜系统等。前视声呐最初的用途是避障，主要用来保证水面船只、AuV和潜艇的航行安全，大部分水面船作者简介：张文瑶(1963．)，男，辽宁抚顺人，高级工程师，大学本科，主要从事舰船维修保障工作。·33·2015年第6期中国修船第28卷只和几乎所有的水下潜器都安装有前视避障声呐系统。应用较多的主要是美国RESON公司的SeaBat系列产品，例如SeaBat8128

7、、SeaBat7128(见图1)、seaBat6012等。声透镜系统利用声透镜对声波的聚焦原理与光学透镜对光波的聚焦原理相同，可以获得类似于光学成像的图像。我们选用DIDSON300m(见图2)进行近距离水下观测实验。图1seaBat7128多波束前视声呐图2DmSON300m实物照片2声呐成像对浑水中船舶等的观察检测20世纪70年代末多波束测深技术出现以来，在海底地形测量和江河湖泊水下测绘中都得到了广泛应用。不仅实现了测深数据自动化和在外作业准实时绘制测区水下彩色等深图，而且还可利用多波束声信号成像，

8、提供直观的测时水下形态，如探测水中鱼雷、中华鲟、沉船、大坝水下探伤和检测船舶吃水深度等。我们采用SeaBat7128多波束前视声呐和DID—sON透镜声呐，对浑水中的船舶进行了水下观察检测试验研究，以期解决浑水条件下船舶水下观察检测难题。2．1SeaBat7128多波束前视声呐观察检测情况SeaBat7128声呐系统由连接控制单元(LCU)、7一P声呐处理单元(sPU)、EM7200双频接收单元、TC2162双频发射单元和水密电缆等5部分组