側(cè)掃聲納圖像拼接技術(shù)研究.pdf

1、多波束側(cè)掃聲納在現(xiàn)代海洋測(cè)繪中發(fā)揮著非常重要的作用。然而該類聲納所獲取的數(shù)據(jù)僅是局部的不精確的條帶數(shù)據(jù),因此為了實(shí)現(xiàn)對(duì)海底地貌的精確、快速的描繪,必須對(duì)多波束側(cè)掃聲納數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接以得到完整的海底地貌圖像。由于海洋環(huán)境復(fù)雜,聲納圖像往往受到各種噪聲污染,另外,由于聲波在海底傳播過(guò)程中的能量損失以及拖魚受到船速波浪等的影響,使側(cè)掃聲納圖像不可避免地存在失真;并且聲納屬于斜距系統(tǒng),其記錄的數(shù)據(jù)與真實(shí)地理信息相比存在著不小的差異,這給海底地貌繪

2、制帶來(lái)很大困難。本文主要針對(duì)多波束側(cè)掃聲納圖像拼接技術(shù)進(jìn)行研究。
　　論文首先詳細(xì)介紹了聲納信息采集過(guò)程中的海底噪聲源。針對(duì)常規(guī)的單一算法無(wú)法同時(shí)濾除高斯噪聲和脈沖噪聲的不足,在深入分析模糊邏輯和Kalman理論之后提出了一種模糊均值Kalman組合濾波算法。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)本文濾波算法和常規(guī)聲納去噪算法進(jìn)行了比較。
　　針對(duì)聲納數(shù)據(jù)在采集過(guò)程中出現(xiàn)的灰度失真與幾何失真而導(dǎo)致圖像出現(xiàn)畸變的情況,給出了針對(duì)灰度失真、速度失真和

3、斜距失真的校正方法。根據(jù)不同的失真建立不同的校正模型,并給出了公式化的解決方案,再通過(guò)實(shí)驗(yàn),給出了校正后的效果。
　　為了將聲納圖像繪制于二維平面上,推導(dǎo)了由聲納中的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)到大地坐標(biāo),再到屏幕坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式,并繪制出航跡圖像,給出了聲納圖像拼接角點(diǎn)重編碼法的概念和原理。針對(duì)該方法積累誤差過(guò)大的缺點(diǎn),提出一種基于GPS航跡點(diǎn)的航向角旋轉(zhuǎn)法拼接圖像。最后,針對(duì)圖像拼接后出現(xiàn)的數(shù)據(jù)重疊和縫隙,提出了一種綜合采用最鄰近插值和雙線