一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法技术方案

本发明专利技术特别涉及一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，包括以下步骤：步骤1、多个从机将水声换能器的电信号转化为图像数据，主机对图像数据进行降噪、边缘检测和灰度化的预处理，主控机接收预处理后的图像数据并标注为初始图像；步骤2、信号验证模块的多路选择器按照阵列顺序依次与一个从机连接，并对连接从机的图像数据及水声换能器的电信号采样，模拟器根据电信号转化为验证图像；步骤3、信号验证模块将图像数据和验证图像输入神经网络算法，得到验证后的对比图像单元；步骤4、主控机接收信号验证模块的各个对比图像单元，主控机分别对初始图像和对比图像进行分割和对比，并筛选对比值的大于预设的阈值的图片块，追踪图片块对应的从机。应的从机。应的从机。

【技术实现步骤摘要】
一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及水下声呐探测
，特别涉及一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法。

技术介绍

[0002]水下巡航器，也叫水下无人航行器,是一种综合了人工智能和其他先进计算技术的任务控制器，可应用于军事方面的水下作战、水下排雷等,也可用于水下资源探测、海底测绘等工程项目。
[0003]多波束声呐是水下巡航器常见的探测装置，多波束声呐采取广角度发射和多信道定向接收,获得水下高密度条幅式海底地形数据,从而彻底刷新了传统测深技术的基本概念,突破了传统单波束测深技术的局限,大大提高了海底地形勘测的精度、分辨率和工作效率。
[0004]然而，由于水下环境复杂，噪音源众多，导致多波束声呐成像模糊，而多波束声呐系统自身硬件故障也会导致成像问题。现有技术中，当遇到成像模糊或难以成像的情况时，不能有效分辨是噪声原因还是硬件原因。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，所述多波束系统包括依次顺序连接的主控机、通信机、信号处理机、调制回路和水声换能器，所述主控机通过所述通信机连接有控制平台及云端服务器，所述控制平台用于接收主控机的数据和向主控机发送指令，所述云端服务器用于检测识别多波束系统的故障；
[0008]所述故障诊断方法包括：
[0009]设备故障诊断，通过检测所述多波束系统的各个硬件设备的电参数识别检测发生故障的硬件设备，并对发生故障的硬件设备进行排查修复；
[0010]运行故障诊断，检测系统运行时各个设备的运行参数检测发生故障的系统位置，并隔离该系统位置的硬件设备进行排查修复；
[0011]功能故障诊断，检测系统正常工作时，所述多波束系统是否能够正确拍摄和识别，预设多个修复数据包用于修复系统内软件的故障。
[0012]通过采用上述技术方案，依次从硬件设备、系统整体和系统功能递进诊断，能够准确识别故障原因。
[0013]在进一步的实施例中，所述设备故障诊断包括以下步骤：
[0014]步骤A1、主控机和通信机分别进行自检操作；
[0015]步骤A2、主控机通过通信机检查信号处理机、调制回路和水声换能器之间的通信
线路，所述信号处理机检查调制回路和水声换能器的信号通道情况，并验证信号完整性；
[0016]步骤A3、通过人工的方式检测所述主控机、通信机、信号处理机、调制回路和水声换能器的电压、电流和功率，同时检查温度和漏电压。
[0017]在进一步的实施例中，所述运行故障诊断包括以下步骤：
[0018]步骤B1、各个硬件设备独立运行工作，并检测运行运行数据和异常数据，所述运行异常数据包括无响应、响应延迟和响应过载；
[0019]步骤B2、按照传感部分、数据处理部分、通信部分将硬件设备组合，组合后的硬件设备视为整体进行调试运行，检测运行数据和异常数据，并与步骤B1中得到的对应硬件设备的数据进行对比和记录；
[0020]步骤B3、所述多波束系统整体运行调试，检测运行数据和异常数据，并与步骤B1及步骤B2中得到的对应硬件设备的数据进行对比和记录。
[0021]在进一步的实施例中，所述功能故障诊断包括以下步骤：
[0022]步骤C1、所述多波束系统进入诊断检测运行，对同一参考物进行多次的拍摄和识别，并将拍摄结果和识别结果发送至云端服务器进行记录；
[0023]步骤C2、云端服务器将诊断检测运行的拍摄结果和识别结果与预先存储的数据进行对比，分别计算拍摄偏差值和识别偏差值，所述拍摄偏差值基于图片的特征识别对比得到的图片相似率，所述识别偏差值根据预设值偏差值的表格读表得到；
[0024]步骤C3、将步骤C2中的拍摄偏差值和识别偏差值作为二维输入值带入所述云端服务器内设的KNN算法中，所述KNN算法输出为最接近的诊断病例，所述控制平台根据所述诊断病例调取对应的所述修复数据包发送至所述主控机。
[0025]在进一步的实施例中，所述故障诊断方法没有严格的顺序关系。
[0026]在进一步的实施例中，在所述运行故障诊断中，所述步骤B1、B2和B3中的运行数据和异常数据均存储于所述云端服务器中，所述云端服务器中设置有模糊算法，所述模糊算法的输入为每个硬件设备在步骤B1、B2和B3中的运行数据和异常数据的波动偏差值，输出为硬件设备与故障的隶属度值，且超过预设阈值的隶属度值的标记为故障设备。
[0027]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1.本专利技术的一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法通过依次检测硬件设备、硬件设备组成的模块组件和整体系统及功能实现的故障，能顾全面准确的查找到故障的源头，且本专利技术还针对于软件实施部分的故障设置了对应的故障修复手段，本专利技术不仅可应用于应急诊断，还能在出厂调试和定期体检中使用。
附图说明
[0029]图1是本专利技术一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法应用的多波束系统的系统框图；
[0030]图2是本专利技术一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法的结构图。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0032]其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词
语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图1中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定中心的方向。
[0033]实施例1：
[0034]本实施例提供一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，如图1所示，所述多波束系统包括依次顺序连接的主控机、通信机、信号处理机、调制回路和水声换能器，所述主控机通过所述通信机连接有控制平台及云端服务器，所述控制平台用于接收主控机的数据和向主控机发送指令，所述云端服务器用于检测识别多波束系统的故障；
[0035]如图2所示，所述故障诊断方法包括：
[0036]设备故障诊断，通过检测所述多波束系统的各个硬件设备的电参数识别检测发生故障的硬件设备，并对发生故障的硬件设备进行排查修复；
[0037]运行故障诊断，检测系统运行时各个设备的运行参数检测发生故障的系统位置，并隔离该系统位置的硬件设备进行排查修复；
[0038]功能故障诊断，检测系统正常工作时，所述多波束系统是否能够正确拍摄和识别，预设多个修复数据包用于修复系统内软件的故障。
[0039]通过采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，所述多波束系统包括依次顺序连接的主控机、通信机、信号处理机、调制回路和水声换能器，其特征在于：所述主控机通过所述通信机连接有控制平台及云端服务器，所述控制平台用于接收主控机的数据和向主控机发送指令，所述云端服务器用于检测识别多波束系统的故障；所述故障诊断方法包括：设备故障诊断，通过检测所述多波束系统的各个硬件设备的电参数识别检测发生故障的硬件设备，并对发生故障的硬件设备进行排查修复；运行故障诊断，检测系统运行时各个设备的运行参数检测发生故障的系统位置，并隔离该系统位置的硬件设备进行排查修复；功能故障诊断，检测系统正常工作时，所述多波束系统是否能够正确拍摄和识别，预设多个修复数据包用于修复系统内软件的故障。2.根据权利要求1所述的一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，其特征在于：所述设备故障诊断包括以下步骤：步骤A1、主控机和通信机分别进行自检操作；步骤A2、主控机通过通信机检查信号处理机、调制回路和水声换能器之间的通信线路，所述信号处理机检查调制回路和水声换能器的信号通道情况，并验证信号完整性；步骤A3、通过人工的方式检测所述主控机、通信机、信号处理机、调制回路和水声换能器的电压、电流和功率，同时检查温度和漏电压。3.根据权利要求1所述的一种水下巡航器的多波束系统故障诊断方法，其特征在于：所述运行故障诊断包括以下步骤：步骤B1、各个硬件设备独立运行工作，并检测运行运行数据和异常数据，所述运行异常数据包括无响应、响应延迟和响应过载；步骤B2、按照传感部分、数据处理部分、通信部分将硬件设备组合，组合后的硬件设备视为整体进行调试运行，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祺，邬松，李春雨，李坤，陈君，
申请(专利权)人：北京星天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：