《相控阵三维摄像声纳系统主控板软件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《相控阵三维摄像声纳系统主控板软件设计（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论文作者签名：主丝 指导教师签名：兰i 兰坌垒 论文评阅人1 ： 评阅人2 ： 评阅人3 ： 评阅人4 ： 评阅人5 ： 答辩委员会主席： 委员1 ： 委员2 ： 委员3 ： 委员4 ： 委员5 ： 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位敝储虢吾 静、签字魄训一年弓月肌 学位论文版权使用授权
2、书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权澎鎏盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：弓n 席k 签字日期：1 1 年孑月f ，日 导师签名：纠冷金 导师签名：乒l 伤名L 签字日期：抄年雩月 浙江大学硕士学位论文致谢 致谢 回首两年多硕士研究生阶段的学习生活，收获颇多，得到了老师、同学、朋 友和家人的诸多关怀和帮助。在此论文完成之际，特在此感谢每一位曾关怀和帮 助过我的人
3、。 首先衷心地感谢陈耀武教授，感谢他在硕士研究生阶段对我的悉心指导。陈 教授学识渊博，治学严谨并且工作富有激情，为我树立了良好的榜样。同时陈教 授为我提供了良好的学习和科研环境，使我的科研学习能力得到了很大的提高。 另外，陈教授在生活生也给予了我很多的关心，硕士研究生学业即将完成之际， 谨向陈教授致以最诚挚的谢意。 感谢导师刘济全老师在我硕士研究生期间对我的帮助和鼓励，刘老师渊博的 专业知识，使我受益匪浅。同时感谢蒋荣欣老师和李志华老师在实验室的科研工 作中对我的教诲和指导。两位老师做事认真负责，学术能力强，关心同学，在实 验室里给了我非常多的支持和关怀，在这里特地向他们致以感谢。 感谢孟旭炯
4、、孙敦远、巴洪涛、周蓉、沈妮、刘伟宁、许巍军、史永强等实 验室师兄师姐给予我的真诚帮助。他们在我遇到问题时，给了我耐心的指导，帮 助我找到解决问题的方法，使我能够取得进步。感谢我的同窗同学欧进利、潘方 敏、李长辉、张磊、王正君、王琰、陈卫国等人，他们使我感受到了实验室的团 结互助以及积极进取的精神。 最后感谢我的父母和家人，他们对我的关怀和鼓励始终如一，感谢所有关心 和支持我的人。 刘清文 2 0 1 1 年1 月于求是园 浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 实时三维成像声纳是一种革命性的声纳成像技术，它能提供即时的全方位三 维场景图像，并支持动静目标检测，可广泛应用于海洋石油及天然气开采、海洋
5、生态探测以及国防军事等多个领域。相控阵三维摄像声纳是一种新型的成像声 纳，它基于相控阵技术实现被测目标的动态三维图像重建，它的研究与开发对我 国海洋探测及军事布防能力的提高具有重要意义。 本文设计实现了相控阵三维摄像声纳系统主控板软件，具有声纳事务控制、 软件更新、声纳数据处理等功能。本软件基于嵌入式系统模块化思想进行设计， 将整体划分为多个功能独立、耦合度低的子模块，使系统结构稳定可靠，扩展性 强。并且利用有限状态机来进行软件事务管理，使交互通信、声纳参数控制、软 件更新等各个过程清晰可控，便于维护。实现了不同情境下两种模式的声纳数据 处理功能，通过优化软件结构，引入并行化处理技术，让数据处
6、理的各个子过程 形成并行流水线，使主控板具有高帧率实时三维成像下高吞吐量数据的处理能 力，保证后端可视化处理所需声纳数据的完整性和实时性。整个系统软件经过性 能测试和功能测试，满足设计需求，具有工业级的可靠性和可扩展性。 关键字：相控阵，三维声纳，主控板软件，有限状态机，并行处理 I I 浙江大学硕士学位论文 A B S T R A C T A B S T R A C T R e a l - t i m e3 Di m a g i n gs o n a ri sar e v o l u t i o n a r yt e c h n o l o g y , w h i c hc a np r o
7、 v i d e3D s c e n ei m a g ef r o ma l lo r i e n t a t i o n sa n ds u p p o r td e t e c t i o no fd y n a m i ca n ds t a t i co b j e c t s ， a n di ti su s e di nm a n ya r e a s ，i n c l u d i n go i la n dn a t u r a lg a se x p b i t a t i o n , o c e a n e c o s y s t e me x p l o r a t i
8、o n , m i l i t a r ya f f a i r sa n dS Oo n P h a s e d A r r a y3DS o n a rI m a g i n g S y s t e mi san e wi m a g i n gs o n a rs y s t e m , w h i c hu s e sp h a s e d - a r m yt e c h n i q u et or e b u i l d d y n a m i c3 Di m a g eo f o b j e c t sd e t e c t e d T h er e s e a r c ha n
9、 dd e v e l o p m e n to f t h i si m a g i n g s o n a rh a sg r e a ts i g n i f i c a t i o nf o rt h ei m p r o v e m e n to fa b i l i t yi no c e a ne x p l o r a t i o na n d m i l i t a r yd e f e n s eo f o u rc o u n l r y T h i st h e s i sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h em a
10、 i n - b o a r ds o f t w a r eo fP h a s e d - - A r r a y 3 DS o n a rI m a g i n gS y s t e m , w i t ht h ef u n c t i o n so fg e n e r a ls o n a ra f f a i rm a n a g e m e n t , s o t ! t w a r eu p d a t e ，s o n a rd a t ap r o c e s s i n g ，a n ds oO n B a s e do nm o d u l et h e o r y
11、, t h i s s o f t w a r eW a sd i v i d e di n t om a n ys u bm o d u l e st h a tw e r ef u n c t i o n a li n d e p e n d e n ta n d l o wi n t e r r e l a t e d ，w h i c hm a d et h es o f l w a r ef r a m e w o r kI T I O r es t e a d ya n de x t e n s i b l e B y u s i n g 血沁s t a t em a c h i
12、n et om a n a g es o f t w a r ea f f a i r ss u c ha sc o m m u n i c a t i o n , s o r l a r p a r a m e t e r sc o n t r o l l i n g ，s o t ! w a r eu p d a t e ，t h i ss o f t w a r eW a se a s yt om a i n t a i na n d c o n t r o lA l s o ，t h i st h e s i si m p l e m e n t e dt w om o d eo fd
13、 a t ap r o c e s s i n go nm a i n - b o a r d T h i ss o f t w a r eo p t i m i z e ds t r u c t u r e ，a n dt h e nu s e dp a r a l l e lp r o c e s s i n gm e t h o d ，m a d e t h em a i n - b o a r dh a de n o u g h p r o c e s s i n ga b i l i t y u n d e rh i g hd a t at h r o u g h p 诚t 0 g
14、u a r a n t e et h ed a t ai n t e g r a l i t ya n dr e a l - t i m ef e a t u r e T h et o t a ls y s t e ms o f t w a r eh a s f i n i s h e dp e r f o r m a n c et e s ta n df u n c t i o n a lt e s t , a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h i ss o f t w a r e m e e tt h er e q u i r e m e
15、 n t s ，a n dh a di n d u s t r i a lr e l i a b i l i t ya n de x t e n s i b l e K e y w o r d s ：P h a s e d - A r r a y , 3 DS o n a r , M a i n - B o a r dS o f t w a r e ，F i n i t eS t a t eM a c h i n e ， P a r a l l e lP r o c e s s i n g 浙江大学硕士学位论文目录 目录 致j 射I 摘要 A B S T R A C T 一I I I 目录I V 第1 章绪论1 1 1课题背景和意义1 1 2国内外研究现状2 1 2 1 海底声纳成像技术一2 1 2 2 实时三维声纳成像4 1 3主要研究内容6 1 4 论文组织结构7 第2 章相关技术介绍8 2 1并行计算概念
