【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及侧扫声呐，尤其涉及一种水下侧扫声呐图像拼接方法、水下侧扫声呐图像拼接装置及水下侧扫声呐系统。
技术介绍
1、海洋资源丰富，如何高效的利用和探索海洋资源，进行水下作业，对社会发展意义重大。水下侧扫声呐是对海底地形和目标进行大范围扫描定位的主要装备和手段。侧扫声呐是一种利用回声测距原理来测量海底信息和水下物体的海洋探测装备。图像拼接技术是指通过解析侧扫声呐的数据，将其转换为图像，通过图像进行一系列处理和拼接，得到整个能够反应海底地形地貌的图像。侧扫声呐图像拼接技术是获取海底地貌信息，开展海洋相关活动非常重要的技术手段，为充分开发利用海洋资源，海底隧道等等提供便利。成熟和先进的侧扫声呐图像拼接技术对于水下相关工程的发展有着至关重要的作用。但是由于水下环境复杂，受条件限制，侧扫声呐在扫描水下地形过程中，会存在诸多问题，例如，行驶速度的不同会导致生成的声呐图像存在着速度畸变，而水域中水深的变化也时刻影响着声呐图像的精度，加上水下环境非常复杂，水下作业难度非常大，为图像拼接技术带来了很大的挑战。
2、现有技术中虽然存在能够提高侧扫声呐图像拼接质量的拼接方法，但是由于侧扫声呐畸变严重，检测出的特征点往往不够准确，并且对畸变矫正的强度要求比较高，当畸变矫正后的结果不够理想时，很容易出现特征点匹配失败的情况，从而导致图像拼接错误，影响图像拼接的效果。另外，现有的侧扫声呐的图像拼接方法还存在着侧扫声呐在作业过程中，因航速不稳定或抖动而导致的变形失真；受海洋环境中洋流等因素的影响，而导致获取到的地理信息存在一定的偏差；以及水
3、因此，如何能够有效提高侧扫声呐图像拼接质量成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种水下侧扫声呐图像拼接方法、水下侧扫声呐图像拼接装置及水下侧扫声呐系统，解决相关技术中存在的侧扫声呐图像拼接质量差的问题。
2、作为本专利技术的第一个方面，提供一种水下侧扫声呐图像拼接方法，其中，包括：
3、获取水下侧扫声呐的实时定位信息，并对所述实时定位信息进行航迹处理获得定位航迹处理结果；
4、获取水下侧扫声呐的图像采集信息，并对所述图像采集信息进行去噪以及矫正处理，获得矫正图像，其中对所述图像采集信息进行去噪以及矫正处理包括根据所述图像采集信息去噪后获得的侧扫声呐的海底线进行矫正；
5、根据所述定位航迹处理结果确定目标地理坐标信息；
6、根据所述矫正图像与所述目标地理坐标信息进行配准获得侧扫声呐图像拼接结果，其中，根据所述矫正图像与所述目标地理坐标信息进行配准获得侧扫声呐图像拼接结果，包括：
7、将所述矫正图像划分成矩形图像条带；
8、根据所述目标地理坐标信息对每一个矩形图像条带进行列像素点缩放和插值处理，以获得重塑条带；
9、根据所述目标地理坐标信息对每个重塑条带均进行平移旋转处理，并将平移旋转处理后的所有重塑条带映射到所述目标地理坐标信息的相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果。
10、进一步地，根据所述矫正图像与所述目标地理坐标信息进行配准获得侧扫声呐图像拼接结果，包括：
11、将所述矫正图像划分成矩形图像条带；
12、根据所述目标地理坐标信息对每一个矩形图像条带进行列像素点缩放和插值处理，以获得重塑条带；
13、根据所述目标地理坐标信息对每个重塑条带均进行平移旋转处理，并将平移旋转处理后的所有重塑条带映射到所述目标地理坐标信息的相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果。
14、进一步地，根据所述目标地理坐标信息对每一个矩形图像条带进行列像素点缩放和插值处理，以获得重塑条带，包括：
15、计算每一个矩形图像条带的每一列起始坐标点；
16、根据每一列起始坐标点对该矩形图像条带中对应的该列像素点进行缩放和插值处理，获得重塑条带。
17、进一步地，根据所述目标地理坐标信息对每个重塑条带均进行平移旋转处理，并将平移旋转处理后的所有重塑条带映射到所述目标地理坐标信息的相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果，包括：
18、根据所述目标地理坐标信息确定每个重塑条带的目标旋转角度；
19、每个所述目标旋转角度对相应的重塑条带进行平移旋转处理，获得旋转后的重塑条带；
20、根据所述目标地理坐标信息将所有旋转后的重塑条带置入图像中相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果。
21、进一步地，根据所述定位航迹处理结果确定目标地理坐标信息，包括：
22、将所述定位航迹处理结果中的轨迹点进行坐标系转换，获得平面坐标系下的轨迹点坐标信息；
23、根据侧扫声呐量程计算垂直于轨迹点连线的线段；
24、根据垂直于轨迹点连线的线段和所述轨迹点坐标信息确定线段端点的坐标信息；
25、根据线段端点的坐标信息确定目标条带的目标地理坐标信息。
26、进一步地，对所述图像采集信息进行去噪以及矫正处理，获得矫正图像，包括：
27、对所述图像采集信息进行图像滤波处理，获得滤波后的图像；
28、对滤波后的图像进行海底线检测，获得侧扫声呐的海底线；
29、根据检测得到的侧扫声呐的海底线对滤波后的图像进行斜距矫正，获得矫正图像。
30、进一步地，对滤波后的图像进行海底线检测，获得侧扫声呐的海底线，包括：
31、对所述滤波后的图像进行图像通道转换，获得单通道的灰度图像；
32、对所述单通道的灰度图像进行二值化处理，获得二值图像；
33、根据边缘检测算子对所述二值图像进行边缘检测，获得二值图像边缘点；
34、将所述二值图像的每一行像素中靠近中心线且反方向上临近的连续预设个数的相速度的灰度值均为255的二值图像边缘点作为海底线边缘点；
35、将所述中心线两侧的海底线边缘点均进行平滑滤波，获得侧扫声呐的海底线。
36、进一步地，根据检测得到的侧扫声呐的海底线对滤波后的图像进行斜距矫正，获得矫正图像，包括：
37、根据检测得到的侧扫声呐的海底线确定当前侧扫声呐距离海底的高度；
38、根据当前侧扫声呐距离海底的高度与侧扫声呐回波点的斜距计算侧扫声呐回波点的平距；
39、根据侧扫声呐回波点的平距对滤波后的图像中的像素点进行斜距矫正，获得矫正图像。
40、作为本专利技术的另一个方面，提供一种水下侧扫声呐图像拼接装置，用于实现前文所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其中，包括：
41、第一获取模块，用于获取水下侧扫声呐的实时定位信息，并对所述实时定位信息进行航迹处理获本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述目标地理坐标信息对每一个矩形图像条带进行列像素点缩放和插值处理，以获得重塑条带，包括：
3.根据权利要求1所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述目标地理坐标信息对每个重塑条带均进行平移旋转处理，并将平移旋转处理后的所有重塑条带映射到所述目标地理坐标信息的相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果，包括：
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述定位航迹处理结果确定目标地理坐标信息，包括：
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，对所述图像采集信息进行去噪以及矫正处理，获得矫正图像，包括：
6.根据权利要求5所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，对滤波后的图像进行海底线检测，获得侧扫声呐的海底线，包括：
7.根据权利要求5所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据检测得到的侧扫声呐的海底线
8.一种水下侧扫声呐图像拼接装置，用于实现权利要求1至7中任意一项所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，包括：
9.一种水下侧扫声呐系统，其特征在于，包括：权利要求8所述的水下侧扫声呐图像拼接装置、侧扫声呐、设置在侧扫声呐上的图像获取装置以及定位装置，所述图像获取装置和定位装置均与所述水下侧扫声呐图像拼接装置通信连接，
...【技术特征摘要】
1.一种水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述目标地理坐标信息对每一个矩形图像条带进行列像素点缩放和插值处理，以获得重塑条带，包括：
3.根据权利要求1所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述目标地理坐标信息对每个重塑条带均进行平移旋转处理，并将平移旋转处理后的所有重塑条带映射到所述目标地理坐标信息的相应坐标位置，获得侧扫声呐图像拼接结果，包括：
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，根据所述定位航迹处理结果确定目标地理坐标信息，包括：
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的水下侧扫声呐图像拼接方法，其特征在于，对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔庆佳，杨佳颖，秦晓辉，谢国涛，王晓伟，秦洪懋，徐彪，秦兆博，丁荣军，
申请(专利权)人：湖南大学无锡智能控制研究院，
类型：发明
国别省市：
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