侧扫声纳图像拼接系统分析

《侧扫声纳图像拼接系统分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家

2、有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日侧扫声纳图像拼接系统研究摘要近年来，人们越来越重视对海洋的开发与利用，浅海由于其资源丰富、探测技

3、术较成熟以及经济效益高等特点，已成为海洋探测的一个重要分支。对于浅海的探测，多应用多波束侧扫声纳技术完成。然而由于声纳数据采集的特殊性，得到的数据仅是声纳回波的原始记录数据，每PING数据之间没有明确的位置关系。浅海勘探的一个重要分支就在于对浅海地貌的观测，通过收到的声纳数据直接进行声纳判读，当前大多数声纳判读主要集中于对原始数据的人工判读方面，对海底地貌进行直接绘制的研究比较少。综上，对于浅海地貌，为了得到完整的、几何关系准确的、清晰的海底地貌，我们急需一套完整的多波束侧扫声纳数据的处理办法，完成声纳数据校正与重绘，实现海底地貌的计算机整体

4、绘制，本文针对这一问题进行了系统的研究，并提出一套有效的解决办法。对于声纳数据，鉴于声纳回波原理的特殊性，其采集过程中不可避免地会受到海洋环境、海洋生物以及海洋噪声的影响，加之斜距采集的特点，大大降低了声纳数据的准确性以及数据对应的地理信息的可信度，提高了海底地貌绘制的难度。本文首先从数据采集入手，对原始声纳数据进行解码与滤波，针对声纳高频数据与低频数据的分布特点，提出了一种改进的曲波变换的分段滤波算法，并给出实验结果。为了精确地绘制海底地貌，从单PING数据入手，对每次采集的单个数据进行数据校正。首先根据斜距数据特点对声纳图像进行斜距校正，

5、使单块图像中的相对位置趋于实际情况中的位置，进而进行速度校正，去除由于船速带来的位置误差，从而完成几何校正，实现每块数据中相对位置的准确化处理。提出一种根据航向角变换的声纳图像几何校正方法，并给出实验结果。对于海底地貌的整体绘制，需要充分利用声纳数据头文件中的地理坐标信息，对经纬度信息进行坐标系转换，根据航向角的变化关系以及声纳数据中GPS信息采集的相位特点，本文提出一种航迹校正办法。对GPS信息进行转换与校正后，绘制出完整的航迹线，进而根据航迹线将几何校正后的数据拼接到图像中去。在拼接的过程中，对数据进行旋转、拉伸、融合以及插值等一系列运算

6、，实现数据的初步拼接。完成初步拼接后，为了提高海底地貌的整体性与可读性，再进行一次图像修补，从而完成整个声纳图像数据的重绘制。在整个拼接过程中，提出了一种针对声纳图像的自适应块状纹理修补办法。通过对侧扫声纳图像进行系统的校正与融合，实现了海底地貌的整体绘制，完成了侧扫声纳图像的拼接，为今后海底地貌的取得提供一种有效的方法。关键词：多波束侧扫声纳；曲波变换；几何校正；航迹校正；图像拼接侧扫声纳图像拼接系统研究ABSTRACTInrecentyears,peopleputmoreandmoreemphasisonthedevelopmentand

7、utilizationofthemarine,andtheshallowwaterdetectiontechnologyhasbecomeanimportantbranchoftheoceanexploration.Multi-beamsidescansonartechnologyisthemainwaytoexploretheshallowwater.Astheparticularityofthesonardataacquisition,wecanjustgetthesingleimagewithoutclearpositionalrela

8、tionshipbetweeneachPINGdata.Theobservationoftheshallowwaterlandscapesplaysanimport