水下航行器地形扫测过程仿真方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供的水下航行器地形扫测过程仿真方法、系统及介质，方法包括：构建多波束声呐模型；构建水下三维地形，并确定水下航行器的航行方案，将多波束声呐模型应用于航行方案进行成像操作，得到水下航行器地形扫测过程模型；对水下航行器地形扫测过程模型的地形扫测结果添加多源干扰，生成综合仿真图像；对水下航行器地形扫测过程模型的扫测进度进行可视化，在扫测进度中同步输出扫测结果；方法能够模拟实际过程，提供实验平台，降低实验成本，同时可为实际探测工作提供指导方案和验证，提高工作效率，另外添加多源干扰后的综合仿真图像具有十分逼真的效果，能够为图像处理算法提供数据支持，可广泛应用于水下感知和计算机图像处理技术领域。处理技术领域。处理技术领域。

【技术实现步骤摘要】
水下航行器地形扫测过程仿真方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及水下感知和计算机图像处理
，尤其是水下航行器地形扫测过程仿真方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]水下航行器作为水下活动的主要工具之一，民用上可以应用于海洋矿产勘探、海底地形探测，沉船打捞，水下考古，海洋生物探测等，军事上可以用来反水雷，作为自航水雷的载体、监察海战时水下敌情等，对水下活动具有至关重要的作用。
[0003]水下视觉感知技术作为水下航行器研究内容的基础性组成部分，其能为人类提供适合的观察渠道，因此也是海洋技术中最重要的环节之一。水下视觉感知技术主要包括光学视觉感知技术和声学视觉感知技术。其中利用光学视觉感知技术所采集的光学图像可以覆盖观察区域内丰富的色彩信息以及细微的几何信息，但由于水下环境中光的传播距离有限，光学视觉感知能见度极差，严重的限制了感知范围。相比较于光学感知技术，声学感知技术的声波在水下传播时，介质的吸收率较小、传播距离较远，因此在当前水下探测领域，主要采用声学感知技术。在自主水下航行器及无人船舶中，声呐都作为重要的探测感知工具装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下航行器地形扫测过程仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：构建多波束声呐模型；构建水下三维地形，根据所述水下三维地形确定水下航行器的航行方案，将所述多波束声呐模型应用于所述航行方案进行成像操作，得到水下航行器地形扫测过程模型；对所述水下航行器地形扫测过程模型的地形扫测结果添加多源干扰，生成综合仿真图像；对所述水下航行器地形扫测过程模型的扫测进度进行可视化，根据所述综合仿真图像在所述扫测进度中同步输出扫测结果。2.根据权利要求1所述的水下航行器地形扫测过程仿真方法，其特征在于，所述构建多波束声呐模型，包括：通过以二维平面视域代替实际三维视域对声呐探测视域进行简化，得到简化后的声呐探测视域坐标系；在所述声呐探测视域坐标系内通过光线追踪方法模拟声呐波束，对采集探测范围中的目标点位置信息进行采集；对采集得到的所述目标点位置信息进行汇总，根据汇总结果绘制声呐图像并构建得到所述多波束声呐模型。3.根据权利要求2所述的水下航行器地形扫测过程仿真方法，其特征在于，所述在所述声呐探测视域坐标系内通过光线追踪方法模拟声呐波束，对采集探测范围中的目标点位置信息进行采集，包括：以所述声呐探测视域坐标系的原点为起点，在所述采集探测范围内作等间距射线；确定与每条所述等间距射线最接近的目标点；计算所述等间距射线与基准方向的第一夹角，计算所述目标点与所述原点的相对距离，根据所述第一夹角以及所述相对距离确定所述目标点位置信息。4.根据权利要求2所述的水下航行器地形扫测过程仿真方法，其特征在于，所述对采集得到的所述目标点位置信息进行汇总，根据汇总结果绘制声呐图像并构建得到所述多波束声呐模型，包括：根据目标图像尺寸对所述目标点位置信息进行调整，并将调整后的所述目标点位置信息进行坐标系变换；将变换后的所述目标点位置信息，以亮点形式绘制在背景图像中；根据绘制后的所述背景图像生成所述声呐图像，在所述声呐图像中，目标轮廓为亮点，无信息位置为暗点。5.根据权利要求1所述的水下航行器地形扫测过程仿真方法，其特征在于，所述构建水下三维地形，根据所述水下三维地形确定水下航行器的航行方案，将所述多波束声呐模型应用于所述航行方案进行成像操作，得到水下航行器地形扫测过程模型，包括：在所述水下三维地形中确定所述水下航行器的航行轨迹；确定扫测的声呐视角以及扫测点位置，根据所述声呐视角以及所述扫测点位置，通过所述航行轨迹使用所述多波束声呐模型进行自由视角扫测，根据扫测结果进行成像操作。6.根据权利要求1所述的水下航行器地形扫测过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德山，王之森，吴兵，汪洋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：