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海洋水文监测浮标碰撞检测装置,是针对海洋水文监测浮标的使用现状,设计的一个监测预警装置,负责监测浮标周围船舶的靠近情况。当有船舶靠近海洋水文监测浮标时,碰撞检测装置发出预警信号并记录船舶的方位信息。碰撞检测装置安装于水文监测浮标上,不改变现有浮标的结构和功能,设计成本低。 碰撞检测系统,采用被动定位技术,选用DSP TMS320VC5509芯片作为核心处理单元,主要由ADC采集、串行通讯和CPLD等电路组成。检测装置具有信号采集、信号处理和报警的功能。 船舶辐射的噪声由于发动机的运转,具有很强的线谱,浮标周围船舶探测属于水中近程目标的探测,采用四元十字阵法测距,并建立了以四元十字阵为基础的方位解算模型。四元十字阵法既有圆形阵方位角探测的优点,又有阵元数目少、计算量小的特点。 时延估计算法是方位解算中的重要组成部分。船舶辐射的噪声信号是宽带信号,利用处理宽带信号的广义互相关法,提取各个阵元之间的时延信息。在有限的基阵孔径下,提高采样频率可以适当的提高时延的估计精度,进而提高被测目标的方位精度。为提高时延估计的精度,对采集的声信号进行了预处理,位置解算达到了船舶定位和检测的目的。 本研究由于受安装平台的限制,提出了在后续的工作中,采用联合多个基阵,提高多个目标的探测、甄别的方法;通过与导航系统相结合实现坐标转换,求得探测目标的绝对位置信息的方法;以及采用接近觉传感器,融合视觉和触觉传感器的信息,实现综合、复杂功能的方法,对后续研究有一定的借鉴。