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)對海底地貌的精確、快速的描繪,必須對多波束側(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、制帶來很大困難。本文主要針對多波束側(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程中的海底噪聲源。針對常規(guī)的單一算法無法同時(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。最后通過實(shí)驗(yàn),對本文濾波算法和常規(guī)聲納去噪算法進(jìn)行了比較。
　　針對聲納數(shù)據(jù)在采集過程中出現(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。針對該方法積累誤差過大的缺點(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