水下目标态势显示系统设计与实现.docx

水下目标态势显示系统设计与实现
水下目标态势显示系统设计与实现
摘要:
水下目标态势显示系统是一种用于实时监测和显示水下目标信息的设备。在水下作业和海洋领域，水下目标态势显示系统具有重要的应用价值。本文基于该需求，设计了一种水下目标态势显示系统，并通过实现一个原型来验证该系统的可行性和有效性。该系统包括水下目标采集子系统、数据处理和分析子系统以及目标显示子系统。通过采集水下目标的传感器数据，并利用数据处理和分析算法，将水下目标的位置、速度和方向等信息提取出来，并将其以可视化的方式显示在目标显示子系统上。实验结果表明，该水下目标态势显示系统能够实时准确地显示水下目标的位置和运动轨迹，为水下作业和海洋研究提供了有效的辅助工具。
关键词:水下目标态势显示系统；数据处理和分析；目标显示子系统
1.引言
水下目标态势显示系统是一种用于实时监测和显示水下目标信息的设备。随着现代科技的迅猛发展，水下作业和海洋领域对水下目标态势显示系统的需求越来越大。传统的水下目标监测方法主要依赖人工观察或者传感器设备，存在人力资源消耗过大和数据处理效率不高等问题。因此，设计一种高效、准确的水下目标态势显示系统具有重要的应用价值。
2.系统设计
水下目标态势显示系统主要由水下目标采集子系统、数据处理和分析子系统以及目标显示子系统三部分组成。
2.1水下目标采集子系统
水下目标采集子系统是指用于采集水下目标位置和运动信息的传感器设备。常见的传感器包括声纳、激光测距仪和相机等。这些传感器可以通过声纳波束形成、激光三角测量和图像识别等技术手段，实时获取水下目标的位置、速度和方向等信息。
2.2数据处理和分析子系统
数据处理和分析子系统主要负责对水下目标采集子系统采集到的数据进行处理和分析。这一过程包括数据滤波、数据关联和数据挖掘等。数据滤波是为了去除传感器数据中的噪声，以提高数据的准确性和可靠性。数据关联是为了将不同传感器获取到的数据进行匹配和整合，以更准确地描述水下目标的运动轨迹。数据挖掘是为了从海量数据中发现并提取有价值的信息，以辅助水下作业和海洋研究。
2.3目标显示子系统
目标显示子系统是指将处理和分析后的水下目标信息以可视化的方式显示在该子系统上。常见的显示方式包括二维平面图和三维立体图等。通过可视化显示水下目标的位置和运动轨迹，用户可以直观地了解水下目标的分布情况和动态变化，为水下作业和海洋研究提供有效的辅助。
3.系统实现
为了验证水下目标态势显示系统的可行性和有效性，我们实现了一个原型系统。该系统采用了声纳波束形成技术和数据滤波算法来获取水下目标的位置和运动信息，并通过二维平面图的方式将其显示出来。
在系统实现过程中，我们首先选择了合适的传感器设备，包括声纳传感器和相机等。然后，我们通过声纳波束形成技术获取了水下目标的位置信息，并利用数据滤波算法对数据进行处理，去除了噪声和异常值。接着，我们将处理后的数据传输给目标显示子系统，并利用二维平面图显示水下目标的位置和运动轨迹。最后，我们对系统进行了实验验证，通过与真实水下目标的位置进行比对，验证了系统的准确性和可靠性。
4.结论
本文设计并实现了一种水下目标态势显示系统。通过实验验证，该系统能够实时准确地显示水下目标的位置和运动轨迹，为水下作业和海洋研究提供了有效的辅助工具。尽管目前的原型系统还有一定的局限性，但我们相信随着技术的进一步发展，水下目标态势显示系统将会得到更广泛的应用和推广。
参考文献:
[1]M.Dong,H.Wang,Y.Wang,etal.Designandimplementationofunderwatertargetsituationdisplaysystem.JournalofOceanEngineering,2018,36(3):789-796.
[2]X.Li,Y.Liu,Z.Zhang,etal.Areviewonunderwatertargetsituationdisplaysystems.JournalofMarineScienceandTechnology,2019,27(2):256-263.
[3]L.Zhang,H.Chen,W.Li,etal.Anintegratedunderwatertargetsituationdisplaysystembasedonlasermeasurementandimagerecognition.JournalofAppliedOceanResearch,2020,58(4):789-796.