基于水下超声移动测距的船舶吃水检测系统研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第1章 引言 | 第12-26页 |
| 1.1 课题概述 | 第12-14页 |
| 1.1.1 课题研究来源 | 第12页 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 | 第12-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-24页 |
| 1.2.1 船舶吃水检测技术研究现状 | 第14-18页 |
| 1.2.2 水下声呐技术研究现状 | 第18-24页 |
| 1.3 本文章节安排 | 第24-26页 |
| 第2章 船舶吃水检测系统需求分析和测量原理 | 第26-35页 |
| 2.1 船舶吃水系统需求分析 | 第26-30页 |
| 2.1.1 水底固定仰扫法 | 第26-27页 |
| 2.1.2 水底半浮式仰扫法 | 第27-28页 |
| 2.1.3 水中固定侧扫法 | 第28-29页 |
| 2.1.4 水中移动侧扫法 | 第29页 |
| 2.1.5 船舶吃水自动检测方法总结分析 | 第29-30页 |
| 2.2 单波束声呐测深原理 | 第30-31页 |
| 2.3 基于声呐回波强度测距原理 | 第31-32页 |
| 2.4 声呐移动控制原理 | 第32-33页 |
| 2.5 声呐移动侧扫测量船舶吃水原理 | 第33-34页 |
| 2.6 本章小结 | 第34-35页 |
| 第3章 船舶吃水检测系统设计 | 第35-44页 |
| 3.1 系统功能需求及框架 | 第35-36页 |
| 3.1.1 系统功能需求分析 | 第35页 |
| 3.1.2 系统构架设计 | 第35-36页 |
| 3.2 船舶吃水检测系统硬件方案设计 | 第36-40页 |
| 3.2.1 系统硬件布置方案 | 第37-38页 |
| 3.2.2 硬件设备选型及设备参数 | 第38-40页 |
| 3.3 船舶吃水测量系统软件方案设计 | 第40-43页 |
| 3.3.1 系统软件框架 | 第41-42页 |
| 3.3.2 系统软件功能 | 第42-43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 船舶吃水检测系统实现 | 第44-76页 |
| 4.1 系统硬件电路设计 | 第44-59页 |
| 4.1.1 电源电路 | 第45-48页 |
| 4.1.2 控制器电路 | 第48-49页 |
| 4.1.3 电机驱动电路 | 第49-51页 |
| 4.1.4 信号隔离电路 | 第51-52页 |
| 4.1.5 通信接口电路 | 第52-54页 |
| 4.1.6 JTAG调试接口电路 | 第54-55页 |
| 4.1.7 系统时钟电路 | 第55-56页 |
| 4.1.8 系统复位电路 | 第56-57页 |
| 4.1.9 拨码开关电路 | 第57-58页 |
| 4.1.10 测试电路 | 第58页 |
| 4.1.11 PCB图 | 第58-59页 |
| 4.2 系统硬件电路的实现 | 第59-65页 |
| 4.2.1 电路板焊接 | 第59-61页 |
| 4.2.2 电路板测试 | 第61-62页 |
| 4.2.3 硬件程序设计实现和电路板测试 | 第62-64页 |
| 4.2.4 步进电机控制实现 | 第64-65页 |
| 4.3 系统软件实现 | 第65-75页 |
| 4.3.1 电机控制信号传输 | 第66-67页 |
| 4.3.2 声呐数据的采集与传输 | 第67-68页 |
| 4.3.3 数据报文格式与解析 | 第68-72页 |
| 4.3.4 系统数据成像 | 第72-74页 |
| 4.3.5 数据保存 | 第74-75页 |
| 4.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 第5章 船舶吃水检测算法与实验研究 | 第76-94页 |
| 5.1 系统测量误差分析 | 第76-78页 |
| 5.1.1 仪器偏差和多次回波误差 | 第76-77页 |
| 5.1.2 回波干涉和时间增益误差 | 第77-78页 |
| 5.1.3 声呐波束开角误差 | 第78页 |
| 5.1.4 其他异常数据误差 | 第78页 |
| 5.2 系统测量误差处理 | 第78-83页 |
| 5.2.1 仪器偏差和多次回波干扰处理 | 第78-79页 |
| 5.2.2 回波干涉和时间增益干扰处理 | 第79-81页 |
| 5.2.3 声呐波束开角干扰处理 | 第81页 |
| 5.2.4 随机误差干扰处理 | 第81-83页 |
| 5.3 船舶距离值和吃水值计算 | 第83-86页 |
| 5.3.1 船舶距离值计算 | 第83-85页 |
| 5.3.2 船舶吃水值计算 | 第85-86页 |
| 5.4 船舶吃水检测算法实验 | 第86-93页 |
| 5.4.1 实验环境 | 第86-87页 |
| 5.4.2 回波强度分析和自适应阈值算法验证实验 | 第87-88页 |
| 5.4.3 基于单波束回波强度的距离测量实验 | 第88-90页 |
| 5.4.4 模拟船铁箱和无人船测量吃水值实验 | 第90-93页 |
| 5.5 本章小结 | 第93-94页 |
| 第6章 总结和展望 | 第94-97页 |
| 6.1 总结 | 第94-95页 |
| 6.2 主要创新点 | 第95页 |
| 6.3 展望 | 第95-97页 |
| 致谢 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-102页 |
| 攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目 | 第102页 |
