多波束声纳图像处理关键技术的研究

海底地形地貌探测是海洋资源开发和工程建设的基础,多波束声纳图像是反映水下地形地貌的重要手段,对其处理技术的研究具有重要意义。文中介绍了多波束声纳图像的形成原理及其特点,分析了影响多波束声纳图像的主要因素,从回波强度数据修正、声纳图像的生成和声纳图像改正三个方面,对多波束声纳图像处理的关键技术进行了详细介绍。总结和分析了目前国内外多波束声纳图像主要处理技术的研究现状和发展趋势,提出了研究多波束声纳图像处理技术的若干建议。

基于SonarWiz的多波束声纳图像智能底质分类技术研究

多波束回波强度信息与海底底质类型具有较强的相关性,通过海底声纳图像能够实现底质类型的划分。为提高海底底质分类质量,依托SonarWiz的智能底质分类优势,在海底声纳图像纹理特征自动分类基础上,引入地形属性信息修正分类结果。以三亚崖州湾附近海域为例,基于实测海底地形数据和海底表面声纳图像,利用数据处理技术和图像分类方法,完成对该区域海底声纳图像处理分析和海底表层沉积物的分类研究,获得试验区海底底质分类成果。该方法对未知海底沉积物类型的大面积底质分类研究,以及港口、抛锚地等重点区域的底质分类工作具有借鉴意义。

依赖多波束合成孔径侧扫声纳图像的海底障碍物研究

在混浊水域中进行目标检测的最有效工具之一是成像声纳。然而,成像声纳的纵横角通常很小,这是对高检测精度的牺牲。为了使成像声纳在大角度大目标检测中实用,研究连续声纳帧的海底障碍物匹配方法具有重要意义。介绍了一种利用多波束合成孔径侧扫声纳图像的海底障碍物匹配方法,主要研究弱回波信号和后续声纳图像不匹配问题。海底障碍物和投射阴影区域之间的对应关系用于提取障碍物的区域。此外,水下航行器的状态参数用于近似图像变换。图像分割方法涉及减小特征提取区域的大小,减少非目标海床区域的影响,显着提高了该声纳海底障碍物匹配方法的稳定性。

一款高频弧形换能器

多波束图像声纳广泛应用于水下工程实施、浅海地貌测绘、蛙人和水雷等水下小目标的探测识别,高频弧形换能器是多波束图像声纳的重要组成部分,用于发射高频宽波束声波。通过理论公式计算了宽波束高频弧形换能器的指向性图,分析了指向性特征：主波束内存在连续的震荡起伏,震荡幅度由中心向两侧逐渐增大,在波束边缘处出现最大值,波束中心幅值比最大值减小1~2 dB左右。采用1-3型压电复合材料,研制了一款宽波束发射的高频弧形换能器,换能器谐振频率为440kHz,最大发送电压响应为162dB,5dB水平开角为107o,3dB垂直开角为26o,可应用于多波束图像声纳。