【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字图像处理
,具体涉及一种多波束前视声纳目标检测方法。
技术介绍
随着科学技术的发展和对自主式水下机器人的深入研究,声纳技术得到了突飞猛进的发展。对于成像声纳的关注和研究也快速成熟,已经有了接近光学图像质量的声全息成像试验系统、声速镜成像系统等,尽管这些成像系统得到的声图像质量较好,但是不适用于现实环境。实际应用中的水下开放式环境对于传感器的要求较高,需要准确地感知周围环境的真实信息。主动声纳(Activesonar)是自主式水下机器人使用最广泛的探测设备,多波束前视声纳是其中一种。虽然多波束前视声纳图像与光学图像一样,在本质上都是能量的平面或空间分布图,但是因为水声信道具有复杂和多变的特性,以及声波本身具有的投射和散射特性,使得其图像与光学图像有很大的不同。水下环境的多波束前视声纳图像主要有以下特点:(1)分辨率低:声纳探测装置发射的探测声波的波长一般较长,并且探测步进角度较大,相邻波束间不是连续变化的,有一定的间隔,造成声纳图像的分辨率较低。(2)噪声干扰严重:水声信道和海洋环境复杂多变,声波在传播过程中存在衰减、混响、散射的干扰。另外海洋环境中的其他声响也是声纳图像噪声的主要来源,目标往往被淹没在这些干扰中,难以检测。(3)多径现象:多径现象是声波在传播过程中的途径传播造成的,使得一个目标有多个返回值,从而在图像中产生重影现象,难以确定目标的真实位置。( ...
【技术保护点】
一种多波束前视声纳目标检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,采用基于3×3窗口的中值滤波方法对多波束前视声纳原始图像进行低通滤波,得到声纳图像X2;步骤2,对步骤1获得的声纳图像X2进行固定阈值分割,生成以0、1表示的二值黑白图像X3;步骤3,采用形态学运算的腐蚀运算方法,去除图像X3中面积明显小于目标面积的伪目标,获得包含疑是目标的声纳图像X4;步骤4,针对声纳图像X4中的所有疑是目标,采用Freeman chain链逼近算法计算出疑是目标的轮廓;根据轮廓计算疑是目标的面积objectArea[i];对疑是目标的轮廓进行最小均方椭圆拟合,获得拟合椭圆的长轴wid[i]、短轴hei[i]、中心坐标center[i],i表示第i个疑是目标;步骤5,针对声纳图像X4中的每一个疑是目标,判断其是否满足如下条件:(1)areaRate[i]=objectArea[i]/(wid[i]×hei[i]),areaRate[i]大于或等于设定的阈值B;(2)newRate[i]=wid[i]/hei[i],newRate[i]大于或等于设定的阈值C;如同时满足,则该疑是目标为真实目标,疑是目标 ...
【技术特征摘要】
1.一种多波束前视声纳目标检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,采用基于3×3窗口的中值滤波方法对多波束前视声纳原始图像进
行低通滤波,得到声纳图像X2;
步骤2,对步骤1获得的声纳图像X2进行固定阈值分割,生成以0、1表
示的二值黑白图像X3;
步骤3,采用形态学运算的腐蚀运算方法,去除图像X3中面积明显小于目
标面积的伪目标,获得包含疑是目标的声纳图像X4;
步骤4,针对声纳图像X4中的所有疑是目标,采用Freemanchain链逼近算
法计算出疑是目标的轮廓;根据轮廓计算疑是目标的面积objectArea[i];对疑是
目标的轮廓进行最小均方椭圆拟合,获得拟合椭圆的长轴wid[i]、短轴hei[i]、
中心坐标center[i],i表示第i个疑是目标;
步骤5,针对声纳图像X4中的每一个疑是目标,判断其是否满足如下条件:
(1)areaRate[i]=objectArea[i]/(wid[i]×hei[i]),areaRate[i]大于或等于设定的阈
值B;
(2)newRate[i]=wid[i]/hei[i],newRate[i]大于或等于设定的阈值C;
如同...
【专利技术属性】
技术研发人员:林飞宇,石涛,陈尧,杨海鹏,刘春宇,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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