基于二维声纳成像方法的目标位置解算技术

摘要

随着科学技术的高速发展，人们对海洋的探索和研究正逐渐深入。水下静止或运动目标的探测、定位及识别技术正逐渐成为各国科学家们研究的热点。在这一领域较为成熟的理论是利用图像声纳获得到目标在方向和距离上的二维图像。怎样获得高分辨率的目标图像，较远的成像距离以及高精度的目标轨迹信息是需要解决的核心问题。
　　 本论文重点研究的是基于两部二维图像声纳来获得目标在不同观测角度和位置下的二维图像，经过相应的成像处理方法和水下目标位置解算方法来获得水下目标的三维位置信息。
　　 首先，分析了成像声纳系统在国内外的研究现状，并根据图像声纳水下测量系统的特点和课题的要求给出了具体的研究方案。
　　 其次，针对水下目标的背景干扰较强的特性研究了基于图像背景抑制的声纳成像方法，仿真了该方法的具体实现过程，也给出了基于两部二维声纳图像的目标三维位置信息解算方法，并以点目标为对象在Matlab平台上仿真了该方法。
　　 再次，编写基于Labwindows/CVI平台上的事后目标轨迹解算软件，在高性能工作站上并行实现两部接收基阵基元数据的成像处理，根据得到的两幅声纳图像选择匹配点解算目标的三维轨迹，软件采用模块化设计，具有可扩展性和可移植性。
　　 最后，根据二维声纳成像算法和目标位置解算方法的特点设计水池试验方案，验证二维声纳成像算法和目标位置解算方法的正确性和可靠性，对基于Labwindows/CVI平台上的目标位置解算软件进行功能测试，检验软件的可靠性和稳定性。
　　 根据试验结果，应用该论文中的声纳成像方法和目标位置解算方法所获得的目标图像和解算结果都满足了课题的要求，事后目标轨迹解算软件经过多次的测试也达到了课题要求。