双频识别声呐水下影像监测系统及其应用.pdf

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1、第11期(总第128期)中国水能及电气化No11(TOTALNo128)2015年11月ChinaWaterPower&ElectrificationDOI：10．16617／j．cnki．11—5543／TK．2015．11．007双频识别声呐水下影像监测系统及其应用陈星辰陈斌(江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏洪泽223126)【摘要】本文介绍了双频识别声呐水下影像监测系统的工作原理，对通过仿射变换特征图像配准法对数据进行处理得到清晰整体图像的核心技术进行了分析论证；并通过系统在三河闸水下结构损坏监测中的运用情况，阐述了系统在我国水利工程水下监测中的推广应用前景。【关键词】双频识别声呐

2、水下影像系统；监测；应用中图分类号：TV698．1文献标识码：A文章编号：1673—8241(2015)11-0022-04Dual-frequencyidentificationsonarunderwaterimagemonitoringsystemanditsapplicationCHENXingchen，CHENBin(JiangsuHongzeLakeWaterConservancyProjectManagementOffice，Hongze223126，China)Abstract：Thispaperintroducestheworkingprincipleofdual—fre

3、quencyidentificationsonarunderwaterimagemonitoringsystem．Mfinetransformationcharacteristicsimageregistrationalgorithmisappliedforprocessingdata，therebyobtainingclearandintegralimages．Thecoretechnologyisanalyzedanddemonstrated．PromotionandapplicationprospectofthesysteminChinawaterconservancyengine

4、eringunderwatermonitoringisdescribedthroughanalyzingoperationconditionofthesysteminSanhegateunderwaterst~cturedamagemonitoring．Keywords：dual—frequencyidentificationsonarunderwaterimagesystem；monitoring；application程维修加固不及时极易发生安全事故，造成不可估量1概述的损失。因此研制一款科学、高精度的现代化水利工目前对水利工程水上结构部分的监测方法较多，程水下结构监测系统，进行科学

5、、有效的监测显得极技术也已成熟，但对于工程水下结构部分的监测技术为重要。还很缺乏。水工建筑物水下结构如果发生裂缝、冲坑、剥蚀等损坏，由于处于运行检查、观测的盲区，本文通过双频识别声呐水下影像影系统的阐述及在水流的作用下损坏的部分发生和扩展非常迅速，工在三河闸损坏检测中的应用，提出了应用双频识别声运行管理OperationManagement2．3．2．1特征提取2．2主要成像特点在正式进行图像配准之前，对各场幅图像(参考双频识别声呐是利用声学透镜对声波进行压缩汇图像)和待配准图像进行准确而有效的图像特征提取聚，形成狭窄的波束，得到高清的图像数据。这也是是十分重要的。它不仅能够提高图像匹配

6、的准确性，目前唯一一款使用声学透镜来压缩波束的声呐，使用声学透镜压缩波束主要有两个优点：⑧压缩波束不需还可以提高匹配速度。该步骤要把握以下3个方面：要消耗能量，其工作功率只有30W；⑥很容易发射和a．抽取的控制点在图像中的分布要均匀。接收同一波束，不会与其他波束相混淆，从而出现接b．所选择的控制点在待配准图像和参考图像中收错误的波束。的定位应同步一致。双频识别声呐发射的波束经过物体表面时，根据c．控制点所处区域或其周围区域的特征应独特。回波的强度来显示图像。波束的频率高，在对其图像2．3．2．2仿射变换进行显示时会出现声学阴影的现象。仿射变换是常用的变换模型，是根据参考图像和运用双频识别

7、声呐探测物体时，只要根据物体与待配准图像之间所产生的几何上的畸变，选择可以拟仪器的距离调整好双频识别声呐的位置与角度，保证合两图像之间变化情况的最优几何模型。目标物在双频识别声呐的探测视野范围内，就可以获仿射变换步骤如下：得较好的成像。a．用控制点求得变换参数，将参考图像的坐标2．3双频识别声呐系统数据后处理按参数进行缩放、平移、旋转变换。2．3．1处理方法b．经过对坐标轴的缩放、平移、旋转后得到各水下双频识别声呐(DIDSON)运