[發明專利]用于多波束測深系統的自適應底檢測方法

有效

• 申請號: 201410475295.8
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN105487078B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 劉佳;許楓;蔣立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 王宇楊,王敬波

技術領域

本發明涉及聲波探測領域，特別涉及一種用于多波束測深系統的自適應底檢測方法。

背景技術

20世紀70年代出現的多波束測深系統是在回聲探測儀的基礎上發展起來的。多波束測深系統能夠在一次收發周期內獲得船兩側一個條帶上幾十個、甚至上百個采樣點的深度數據，測量覆蓋范圍為水深的幾倍甚至十幾倍，所以它可以精確快速地測出沿航線一定寬度范圍內的水下目標的大小、形狀和高低變化，從而比較可靠的描繪出海底地形地貌的精細特征。多波束測量系統具有測量范圍大、速度快、精度高等優點，特別適合于大面積的掃海測量作業，在海洋測繪領域具有廣泛的應用。目前的淺水多波束測深系統向著寬覆蓋角、高分辨率、多功能等技術方向發展。

底檢測技術是多波束測深技術的核心方法，目前，底檢測方法主要有幅度法和相位法，概要的說，幅度法是利用底回波的能量中心判定底回波的時刻，相位法利用回波的相位過零點判定底回波的時刻。底檢測時，如果沒有設置合理的底檢測搜索門限，就需要在全量程范圍內搜索，容易受到水體中回波干擾的影響，同時運算量也較大?，F有的檢測技術主要采用固定門限，在波束覆蓋角比較小的條件下可以滿足要求，但是，對于淺水多波束測深系統，尤其是對于大覆蓋角下的多波束測深系統(目前主流淺水多波束覆蓋角可達165°)，在每一幀內的地形起伏較大，固定門限很難滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的底檢測方法需要固定門限，無法適應地形起伏較大環境的探測要求，從而提供一種自適應的底檢測方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于多波束測深系統的自適應底檢測方法，包括：

步驟1)、在一幀內，由歷史底檢測結果預測當前幀的中間波束底檢測跟蹤門限，根據該中間波束底檢測跟蹤門限實現中間波束底檢測，然后對底檢測所得到的測深結果進行評估；

步驟2)、由步驟1)得到的中間波束底檢測的測深結果估計各個邊緣波束的跟蹤門限，然后根據所述邊緣波束的跟蹤門限做邊緣波束的底檢測，對底檢測結果進行評估。

上述技術方案中，所述步驟1)進一步包括：

步驟1-1)、根據歷史底檢測結果預測當前幀的中間波束底檢測跟蹤門限；

步驟1-2)、根據步驟1-1)所預測的跟蹤門限做中間波束底檢測，然后對底檢測結果進行評估，在評估時，將底檢測結果中的輸出信噪比與第一閾值進行比較，若所述輸出信噪比高于該閾值，則評估結果合格，輸出底檢測所得到的測深結果，否則，評估結果不合格，放棄當前的跟蹤門限，在全量程內重新進行底檢測，然后根據新得到的底檢測結果重新建立跟蹤門限，然后執行步驟2)。

上述技術方案中，所述歷史底檢測結果采用較當前幀最為接近的多個歷史幀的底檢測結果。

上述技術方案中，所述步驟2)進一步包括：

步驟2-1)、根據步驟1)的中間波束做底檢測所得到的測深結果向兩側依次遞歸估計各個邊緣波束的跟蹤門限；

步驟2-2)、根據步驟2-1)所預測的跟蹤門限做邊緣波束的底檢測，在某一邊緣波束的一次底檢測完成后，對底檢測結果做評估；其中，在評估時，將底檢測結果中的輸出信噪比與第二閾值進行比較，若所述輸出信噪比高于該閾值，則評估結果合格，輸出該底檢測結果；如果評估結果不合格，則放棄當前的跟蹤門限，在全量程內重新進行底檢測，輸出當前邊緣波束的底檢測結果，同時，根據底檢測結果，建立跟蹤門限，用于后續邊緣波束的檢測。

上述技術方案中，當起伏較大時，邊緣波束門限寬度增加，當較為平坦時，邊緣波束門限寬度縮小。

本發明的優點在于：

1、本發明的自適應底檢測方法根據海底的坡度走勢、深度以及海底回波的變化特點，自動完成底跟蹤參數設置，通過設定合理的跟蹤窗，濾除來自水流、魚群等的干擾回波信號，提高多波束測深系統測深結果的環境適應性；

2、本發明的自適應底檢測方法所采用的跟蹤門限具有自適應性，能夠在不同地形下可以完成自適應底檢測，避免人工干預；

3、本發明的自適應底檢測方法通過門限設置能夠有效減少系統的運算量。

附圖說明

圖1是本發明的自適應底檢測方法采用中間波束做底檢測的過程示意圖；

圖2是本發明的自適應底檢測方法采用邊緣波束做底檢測的過程示意圖。

具體實施方式

現結合附圖對本發明作進一步的描述。

在對本發明做詳細說明之前，首先對本發明中所涉及的相關概念予以說明。