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摘要：本发明公开了一种高精度声光三维成像系统性能测试设备及测试方法，涉及成像系统测试评估技术领域，包括测试中心，所述测试中心通信连接有数据采集及处理模块、特征提取模块、耐压测试模块、耐温测试模块、功能性测试模块、综合性能评估模块以及报告生成模块，其中，各模块间电信号连接；所述数据采集及处理模块，结合耐压测试模块、耐温测试模块以及功能性测试模块。本发明通过耐压、耐温和功能性测试，模拟系统在极端条件下的表现，从而评估其在高压、高温或低温环境下的性能，并通过精确的特征提取和性能量化，为声光三维成像系统的性能提供可量化的评价指标，为系统的优化和升级提供了明确的方向。

主权项：1.一种高精度声光三维成像系统性能测试设备，包括测试中心，其特征在于：所述测试中心通信连接有数据采集及处理模块、特征提取模块、耐压测试模块、耐温测试模块、功能性测试模块、综合性能评估模块以及报告生成模块，其中，各模块间电信号连接；所述数据采集及处理模块，结合耐压测试模块、耐温测试模块以及功能性测试模块，获取声光三维成像系统的相关测试数据并进行预处理；所述特征提取模块，根据预处理后的耐压测试模块、耐温测试模块以及功能性测试模块获取的测试数据，进行特征提取，获取声光三维成像系统在各测试模块的测试特征，得到测试特征表；所述耐压测试模块，用于模拟声光三维成像系统在不同压力环境下的工作状态，结合测试特征表的相关测试特征及数据，评估声光三维成像系统在高压条件下的抗干扰性、稳定性和耐用性；所述耐温测试模块，用于模拟声光三维成像系统在不同温度环境下的工作状态，包括高温和低温环境，结合测试特征表的相关测试特征及数据，评估声光三维成像系统在极端温度条件下的性能稳定性；所述功能性测试模块，用于对声光三维成像系统进行功能性测试，结合测试特征表的相关测试特征及数据，综合评估声光三维成像系统的避障及三维图像构建能力；所述综合性能评估模块，用于结合耐压测试模块、耐温测试模块和功能性测试模块对声光三维成像系统的测试结果，评估声光三维成像系统的性能状态，并设定相应的性能等级，确定声光三维成像系统的综合性能；所述报告生成模块，根据声光三维成像系统的测试结果和性能状态评估结果，生成声光三维成像系统的检测报告，所述功能性测试模块包括障碍物躲避能力测试单元、探测距离与探测角测试单元、图像质量与辨识度测试单元、小目标物探测能力测试单元以及三维图像构建效果测试单元；所述障碍物躲避能力测试单元，用于模拟复杂环境中的障碍物，评估声光三维成像系统对障碍物的识别、定位和躲避能力；所述探测距离与探测角测试单元，用于测量声光三维成像系统在不同条件下的最大探测距离和探测角度，评估其探测范围和性能；所述图像质量与辨识度测试单元，用于分析声光三维成像系统生成的图像质量，包括分辨率、清晰度、色彩还原度，以及图像中目标的辨识度；所述小目标物探测能力测试单元，用于针对微小目标物进行测试，评估声光三维成像系统对小目标的探测灵敏度和准确性；所述三维图像构建效果测试单元，用于检测声光三维成像系统构建的三维图像的真实感、细节丰富度和空间定位准确性；所述耐压测试模块中，评估声光三维成像系统在高压条件下的抗干扰性、稳定性和耐用性的过程为：利用耐压测试模块在不同的压力环境下对声光三维成像系统进行测试，记录测试数据，利用数据采集及处理模块对耐压测试的测试数据进行预处理，并利用特征提取模块提取耐压测试的测试特征；从测试特征表中获取耐压测试的压力承受范围、最大承受压力、性能衰减率、信号强度以及压力下输出信号的波动范围特征，并分析提取的特征数据，使用机器学习算法构建耐压测试模型，识别压力对系统性能的影响，其中耐压测试模型基于决策树模型训练而成；基于构建的耐压测试模型和测试特征表中的关联特征数据，得到耐压性能评估指数，综合评估声光三维成像系统在压力环境下的性能，并根据评估结果，将声光三维成像系统的耐压性能划分为不同的耐压等级，分别为优秀耐压等级、良好耐压等级以及不合格耐压等级，为不同的耐压等级设定对应的评估阈值；所述耐压性能评估指数的计算公式为： 其中，PRI为耐压性能评估指数，Pmax为最大承受压力，Pcr为临界压力，Pref为参考压力，用于标准化压力值，表示系统设计标准中的压力值，Savg为信号强度的平均值，Sref为参考信号强度，用于标准化信号强度的基准值，RT为性能衰减率，RTref为参考衰减率，用于评估性能衰减的基准值，ΔP为压力下输出信号的波动范围；所述耐温测试模块中，评估声光三维成像系统在极端温度条件下的性能稳定性的过程为：利用耐温测试模块在不同温度环境下对声光三维成像系统进行测试，记录测试数据，利用数据采集及处理模块对耐温测试的测试数据进行预处理，并利用特征提取模块提取耐温测试的测试特征；从测试特征表中获取耐温测试的温度范围、温度响应时间、启动时间、输出信号的稳定性评分、错误率、故障次数以及图像质量变化特征，并分析提取的特征数据，使用机器学习算法构建耐温测试模型，识别温度与系统性能之间的关系，其中耐温测试模型基于线性回归而获取；基于构建的耐温测试模型和测试特征表中的关联特征数据，得到耐温性能评估指数，综合评估声光三维成像系统在不同温度环境下的性能稳定性，并根据评估结果，将声光三维成像系统的耐温性能划分为不同的耐温等级，分别为优秀耐温等级、良好耐温等级以及不合格耐温等级，为不同的耐温等级设定对应的测试阈值；所述耐温性能评估指数的计算公式为： 其中，TRI为耐温性能评估指数，Tran为温度范围，表示系统在测试中经历的温度区间，Topt为最佳操作温度，Tref为参考温度，用于标准化温度范围的基准值，WSsat为输出信号的稳定性评分，WSref为参考稳定性评分，用于标准化稳定性评分的基准值，TT为温度响应时间，TTref为参考温度响应时间，用于标准化温度响应时间的基准值，FT为故障次数，表示在测试期间系统出现故障的次数，FTref为参考故障次数，用于标准化故障次数的基准值，IQC为图像质量变化，表示温度变化对图像质量的影响，IQCref为参考图像质量变化，用于标准化图像质量变化的基准值；所述功能性测试模块中，综合评估声光三维成像系统的避障及三维图像构建能力的过程为：利用功能性测试模块的各测试单元，对声光三维成像系统进行测试，确定评估功能性的关键指标，包括障碍物躲避能力、探测距离与角度、图像质量与辨识度、小目标物探测能力以及三维图像构建效果；利用功能性测试模块在不同测试条件下对声光三维成像系统进行测试，记录声光三维成像系统的性能数据，利用数据采集及处理模块对功能性测试的测试数据进行预处理，并利用特征提取模块提取功能性测试的测试特征；从测试特征表中获取声光三维成像系统在各项功能测试时的关联特征，并分析提取的特征数据，使用机器学习算法构建功能性测试模型，各个特征与声光三维成像系统功能性之间的关系，其中功能性测试模型基于神经网络模型而获得；基于构建的功能性测试模型和测试特征表中的关联特征数据，并计算各项功能测试的标准化功能得分，综合分析得到功能性评估指数，评估声光三维成像系统在避障能力、探测范围、图像质量、小目标探测和三维构建能力上的综合表现，并根据分析结果，将声光三维成像系统的性能划分为不同的功能性等级，分别为优秀功能性等级、良好功能性等级以及不合格功能性等级，为不同的功能性等级设定对应的检测阈值；所述功能性评估指数的计算公式为： 其中，FPI为功能性评估指数，wi为第i个功能的权重系数，反映了不同功能在整体功能性中的重要性，fi为第i个功能的标准化得分，Xi为第i个功能的实测得分，Xmin为所有测试中该功能的最低得分，Xmax为所有测试中该功能的最高得分，RTI为功能测试响应时间指数，RTT为系统的功能测试响应时间，RTTref为系统功能测试响应时间的参考值，ΔRTT为系统功能测试响应时间的容忍度，RTIref为功能响应时间的参考值，ER为错误率，反映了系统在功能测试中的错误发生频率，ERref为错误率的参考值，ODI为障碍物躲避能力的指数，ODIref为障碍物躲避能力的参考值，OS为实际障碍物躲避得分，Oref为障碍物躲避的参考得分，ΔO为障碍物躲避得分的标准差，用于调整曲线的陡峭程度；所述综合性能评估模块中，评估声光三维成像系统性能状态的过程为：收集耐压测试模块、耐温测试模块和功能性测试模块对声光三维成像系统的测试结果，并提取耐压性能评估指数、耐温性能评估指数和功能性评估指数的输出结果；根据各测试模块的重要性和对声光三维成像系统性能的影响程度，为不同评估指数分配权重；基于耐压性能评估指数、耐温性能评估指数和功能性评估指数，得到综合性能测试系数，对声光三维成像系统的性能进行综合评估，分析声光三维成像系统的性能状态；结合综合性能测试系数及综合评估结果，划分声光三维成像系统综合性能评估的性能等级，分别为低性能等级、中性能等级以及高性能等级，并为各性能等级设定相对应的性能评估阈值，以确定声光三维成像系统的综合性能；所述综合性能测试系数的计算公式为： 其中，OI为综合性能测试系数，wj为第j个性能指数的权重系数，λjfj为第j个性能指数的非线性变换函数，用于调整每个性能指数的贡献，fj为第j个性能指数的实际值，分别是PRI、TRI和FPI，αj为第j个性能指数的基准值，用于标准化计算，kj为第j个性能指数的调节系数，用于控制非线性变换的敏感度；多个所述性能等级对应多个所述性能评估阈值，其中，所述性能评估阈值包括上限阈值和下限阈值；多个所述性能等级与多个所述性能评估阈值满足如下关系：低性能等级0OIOIM；中性能等级OIM≤OIOIH；高性能等级OIH≤OI1；其中，OI为综合性能测试系数，OIM为中性能等级对应的下限阈值与低性能等级对应的上限阈值，OIH为高性能等级对应的下限阈值与中性能等级对应的上限阈值。

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百度查询： 青岛海洋工程水下设备检测有限公司 一种高精度声光三维成像系统性能测试设备及测试方法