主动电场线型电极阵列扫描成像方法研究

摘要

水下主动电场幅值法成像的灵感源于弱电鱼主动发射电信号识别周围环境这种生物机制。目前的主动水下成像技术在复杂黑暗的水下环境下仍有一定缺陷，因此一种新的解决方案被提出，即利用水下主动电场原理识别完成短距离目标物体复杂形状的成像。针对此前电极阵列覆盖有限、成像分辨率较小、对较大物体成像时电极数量多造成的成本较高以及缺少对复杂几何特征物体成像的实例等问题，设计了线型电极阵列连续运动扫描并采集数据的幅值成像平台，来对实验物体不同体积大小、不同材质及复杂形状进行成像，并对比结果，最后研究了如何根据横纵向幅值积分斜率曲线的最值点，提取成像图片中的物体位置和面积信息。实验结果证实了基于主动电场原理的线型电极阵列运动扫描幅值成像方法的有效性。与传统的主动电场成像方法相比，该方法不仅降低了硬件成本，还提高了成像的效率和分辨率。此外，该方法为主动电场成像技术的进一步工程化应用提供了一种实用的解决方案，优化了水下物体的成像过程，展示了其在复杂水域环境中的应用潜力。

关键词

主动电场成像 / 线型电极阵列 / 运动扫描 / 面积估算

基金资助

国家自然科学基金（62273075）; 四川省自然科学基金（2022NSFSC0800）