一种生成侧扫声呐类正射影像的方法技术

本发明专利技术涉及侧扫声呐的技术领域，尤其是涉及一种生成侧扫声呐类正射影像的方法，该方法基于横向分辨率约束和纵向影像综合处理相结合，其包括如下步骤：S1、影像采集：对侧扫声呐接收到的信号进行采集并生成非正射影像；S2、计算约束因子；S3、计算位移差；S4、像素综合处理：对S1中的非正射影像进行综合处理，得到预处理影像；S5、影像增强处理：对S4得到的预处理影像进行影像增强处理，得到类正射影像，类正射影像沿航线方向的分辨率与垂直于航线方向的分辨率相匹配。本发明专利技术的方法可以让侧扫声呐采集到的影像畸变大幅度降低，提高了量取性，降低了测量误差。降低了测量误差。降低了测量误差。

A method of generating side scan sonar Orthophoto Image

【技术实现步骤摘要】
一种生成侧扫声呐类正射影像的方法


[0001]本专利技术涉及侧扫声呐的
，尤其是涉及一种生成侧扫声呐类正射影像的方法。

技术介绍

[0002]侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，又称旁侧声呐或海底地貌仪。
[0003]授权公告号为CN205210305U的技术专利公开了一种侧扫声呐装置，包括声呐装置及供电装置；声呐装置安装在保护壳内；供电装置具有全封闭外壳，全封闭外壳内设置有充电电池和电池管理电路板，电池管理电路板控制充电电池的充电或放电供声呐装置使用，全封闭外壳内设有磁开关，全封闭外壳外表面设有磁开关孔；磁铁可拆卸地设置于磁开关孔内；磁铁控制所述磁开关的打开和闭合；磁开关控制所述供电装置的输出电路的断开和接通；供电装置与所述声呐装置通过导线电连接；导线与所述供电装置及所述声呐装置均可插拔地插接连接。
[0004]这种侧扫声呐装置得到的侧扫声呐影像的横向分辨率主要与采样频率和扫宽有关，通常侧扫声呐的扫幅宽度已知，而侧扫声呐的采样率一般是不变的；影像的纵向分辨率主要与载体的测量速度与声呐的工作频率有关。因为侧扫声呐在测量时会受到测量速度的影响，所以侧扫声呐生成的采集影像会存在几何畸变，尤其是沿航向与垂直于航向的影像分辨率不一致，使得采集影像与实际的标准比例影像存在较大的差别，导致影像上的目标物体尺寸存在较大的偏差，进而导致影像的可量取性降低，数据测量误差变大。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一是提供一种生成侧扫声呐类正射影像的方法。
[0006]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种生成侧扫声呐类正射影像的方法，所述方法基于横向分辨率约束和纵向影像综合处理相结合，其包括如下步骤：S1、影像采集：对侧扫声呐接收到的信号进行采集并生成非正射影像，所述非正射影像包括非正射横向像素和非正射纵向像素，对非正射影像进行斜距改正；S2、计算约束因子：侧扫声呐测量时已知扫幅宽度L和非正射影像垂直于航线的单列像素数n，计算非正射影像垂直于航线的分辨率，约束因子 ；S3、计算位移差：S1中所述侧扫声呐接收的信号携带有位置信息，所述位置信息包括横向坐标x和纵向坐标y，随着航线移动和侧扫声呐固定的采样率进行采样会得到多个所述位置信息，计算相邻两组位置信息间的位移差 ，其中， 为相邻两组位置信息的横向坐标之差， 为相邻的两组位置信息的纵向坐标之差；
S4、像素综合处理：对所述S1中的非正射影像进行综合处理，得到预处理影像；S5、影像增强处理：对S4得到的预处理影像进行影像增强处理，得到类正射影像，所述类正射影像沿航线方向的分辨率与垂直于航线方向的分辨率相匹配。
[0007]通过采用上述技术方案，首先进行影像采集，生成带有畸变的非正射影像，其中非正射影像包括非正射横向像素和非正射纵向像素，非正射横向像素组成的横向图像可以正确反映目标物体横向尺寸，但是非正射纵向像素组成的纵向图像因为畸变无法反映目标物体纵向尺寸。所以对约束因子r和位移差D进行计算，然后可以通过约束因子r和位移差D对非正射影像进行综合处理得到预处理影像，预处理影像已经可以正确反映目标物体的尺寸。最后对预处理影像进行增强处理得到最后的类正射影像，类正射影像相比于预处理影像并没有尺寸的变化，而是清晰度大大提高，影像更清晰。通过以上的步骤使得侧扫声呐采集到的影像量取性提高，测量误差降低。
[0008]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S4过程中，将S1得到的所述非正射影像中的非正射纵向影像进行调整，所述调整采用对比法，所述对比法依据的数学公式为：其中，N为标准比例影像中沿着航线方向的理论像素数，D为S3中得到的位移差，r为S2中得到的约束因子；另外已知非正射影像中沿着航线方向初始位置点与终止位置点之间的扫描次数为Y，将Y与N进行比较，存在以下情况：当Y <N时，对S1中的非正射纵向像素的像素数进行补足；当Y =N时，保留S1中的非正射纵向像素；当Y > N时，对S1中的非正射纵向像素的像素数进行筛减。
[0009]通过采用上述技术方案，根据约束因子r和位移差D经过运算得到理论像素数N，将理论像素数N和侧扫声呐的扫描次数Y进行对比。若是Y <N，说明非正射影像纵向被压缩，导致非正射影像高度过低，所以需要对非正射纵向像素的像素数进行补足；若是Y=N，说明非正射影像纵向比例合适，不需要调整；若是Y >N，说明非正射影像纵向被拉伸，导致非正射影像高度过高，所以需要对非正射纵向像素的像素数进行筛减。
[0010]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对S1中的非正射纵向影像的像素值进行补足采用牛顿插值公式法。
[0011]通过采用上述技术方案，牛顿插值公式的优点在于计算量比较小，可以提高运算效率，从而可以快速得到预处理影像。
[0012]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对S1中的非正射影像的像素值进行筛减采用滑动平均处理法。
[0013]通过采用上述技术方案，滑动平均处理法的优点在于算法简便，计算量较小，可以提高运算效率，同样也是方便快速得到预处理影像。
[0014]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S5中，对影像进行增强处理采用中值滤波的处理方式。
[0015]通过采用上述技术方案，中值滤波处理的优点在于中值滤波的处理方式为非线性的方法，对于图像噪点的消除方面非常有效，同时它可以保护图像尖锐的边缘，选择适当的
点来替代污染点的值，所以处理效果好。
[0016]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过对非正射影像的调整和处理得到类正射影像，可以正确反映目标物体的尺寸，保证了侧扫声呐影像的可量取性，降低了数据测量误差；2.约束因子以及位移差的计算公式都很简便，减少了运算量，提高了影像的调整速度，进而提高了工作效率；3.非正射纵向像素的调整过程中，通过牛顿插值公式法和滑动平均法进行像素调整，使得计算简便，进一步提高了影像生成速度。
附图说明
[0017]图1是本专利技术涉及方法的整体步骤图。
[0018]图2是经过S1之后得到的非正射影像。
[0019]图3是侧扫声呐工作过程中设置好扫幅宽度和扫描次数后所形成影像的像素布局示意图；图4是经过S4之后得到的预处理影像。
[0020]图5是经过S5之后得到的类正射影像。
[0021]图6是S3中对比法的逻辑图.图中，1、目标物体。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]本专利技术公开了一种生成侧扫声呐类正射影像的方法，这种方法基于横向分辨率约束和纵向影像综合处理相结合。这样结合的出发点是侧扫声呐产生的影像畸变基本是由航行的速度快慢导致的，侧扫声呐的采样率基本是固定的，所以无论是怎样的航行速度，侧扫声呐的信号的发射和接收频率都是固定的，如此一来当航行速度快的时候会导致影像被压缩，纵向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生成侧扫声呐类正射影像的方法，其特征在于：使用了横向分辨率约束和纵向影像综合处理相结合的方式，其包括如下步骤：S1、影像采集：对侧扫声呐接收到的信号进行采集并生成非正射影像，所述非正射影像包括非正射横向像素和非正射纵向像素，对非正射影像进行斜距修正；S2、计算约束因子：侧扫声呐测量时已知扫幅宽度L和非正射影像垂直于航线的单列像素数n，计算非正射影像垂直于航线的分辨率，约束因子；S3、计算位移差：S1中所述侧扫声呐接收的信号携带有位置信息，所述位置信息包括横向坐标x和纵向坐标y，随着航线移动和侧扫声呐固定的采样率进行采样会得到多个所述位置信息，计算相邻两组位置信息间的位移差，其中，为相邻两组位置信息的横向坐标之差， 为相邻的两组位置信息的纵向坐标之差；S4、像素综合处理：对所述S1中的非正射影像进行综合处理，得到预处理影像；S5、影像增强处理：对S4得到的预处理影像进行影像增强处理，得到类正射影像，所述类正射影像沿航线方向的分辨率与垂直于航线方向的分辨率相匹配。2.根据权利要求1所述的一种生成侧扫声呐类正射影...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大川，张丽婷，吴少林，严晋，孟涛，孙嘉蔚，杨德鹏，
申请(专利权)人：上海源浠海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：