提出了基于CMOS图像传感器探测前向激光近轴的散射横面角和散射纵面角的概念. 使用CMOS采集了模拟气泡幕前向散射光动态图像序列，通过计算每帧灰度图像行和列像元均值将其可以用一个列向量和行向量表示，从而图像序列可以用一个图像序列矩阵描述. 实验模拟了压强0.005 MPa和0.01 MPa产生的气泡幕，通过计算两种压强产生的气泡幕前向光散射图像序列的横向灰度均值和纵向灰度均值，定性分析了100帧图像序列的灰度分布和演化特点，并定量分析了5帧连续图像的动态变化范围和相关性. 分析CMOS探测气泡幕前向散射光动态图像序列实验结果表明，随着压强增大，产生气泡幕尺度增大、密度增加、上升速度加快，导致图像序列横向和纵向散射光灰度变化范围增加，并且相邻图像帧之间变化波动幅度增大.
尾流 气泡幕 前向光散射 像元 Ship wake Bubble film Forward light scattering CMOS CMOS Pixel
水下气泡幕的激光后向探测中，背景噪声尤其是水体的后向散射光信号对信号的接收和处理造成了严重的干扰.对该问题进行分析，并进行了实验研究，调整发射器和接收器之间的距离，对后向散射光信号功率进行实测，对数据进行了比较分析.结果表明，适当增大接收器和发射器之间的距离，有利于水体后向光散射信号的抑制，可提高有无气泡幕信号之间的差异，从而提高水下气泡幕激光后向探测的能力.
气泡幕 激光探测 后向光散射 功率 信噪比 bubble film laser detection light backward scattering power SNR
1 海军工程大学 兵器工程系,武汉 430033
2 海军工程大学 电子工程学院,武汉 430033
为了研究气泡后向散射信号强度与气泡位置及接收发射视场之间的关系,采用蒙特卡罗方法对存在水槽边界条件下的水中气泡幕后向光散射回波信号进行了系统仿真,并结合实际的水槽实验,对不同气泡幕位置及接收发射轴夹角情况下的后向散射信号进行了理论分析和实验验证,取得了相应的气泡幕后向散射信号强度的实验与仿真数据。结果表明,对不同的接收发射轴夹角,存在一个回波峰值,且该峰值对应的接收发射轴线的夹角与气泡幕位置存在一一对应的关系,这一结果对实际海况下的舰船尾流气泡后向散射光探测试验是有帮助的。
散射 视场角 后向散射 气泡群 scattering field of view Monte Carlo Monte Carlo backscattering bubble film
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
2 中国科学院研究生院，北京 100039
提出了一种利用图像处理手段获取舰船尾流中气泡大小和密度的新方法．该方法对利用高速数字摄影设备拍摄的尾流图像进行处理；具有直观、实时、高效等特点，可以方便地应用在实际的工程项目中．
尾流 气泡幕 图像处理 图像识别 区域填充 腐蚀 欧拉数 Wake Bubble film Image process Image recognition Area filling Erosion Euler number
