[發明專利]一種3D水聲成像系統實時重建方法

在審

• 申請號: 201811332008.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109523620A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 李志華
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: G06T15/10
• 分類號: G06T15/10;G06T15/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種3D水聲成像系統實時重建方法，其特征在于，包括：

(1)將實時獲取的3D水聲成像數據輸入2×2網格塊實點搜索模塊，針對每個掃描波束鏈表上的非空聲學數據點在2×2網格塊進行聲學數據點的搜索連接處理；

(2)將步驟(1)處理后的數據輸入3×3網格塊空點搜索模塊，對網格塊中以空點為中心的3×3區間進行聲學數據點的搜索連接處理；

(3)將步驟(2)處理后的數據依次輸入2×3垂直網格塊搜索模塊與3×2水平網格塊搜索模塊，進行聲學數據點的搜索連接處理；

(4)將步驟(3)處理后的數據輸入三角面片生成模塊，利用已經建立的連接關系進行三角面片生成。

2.根據權利要求1所述的3D水聲成像系統實時重建方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的2×2網格塊由非空聲學數據點所在掃描波束、該點右側掃描波束、該點下側掃描波束以及該點對角線掃描波束組成。

3.根據權利要求2所述的3D水聲成像系統實時重建方法，其特征在于，所述2×2網格塊實點搜索模塊的處理過程為：

(1-1)尋找非空聲學數據點與其右側掃描波束上層數差值最小的點并建立連接；

(1-2)運用相同的方法建立該非空聲學數據點與其下側、對角方向掃描波束上的點的連接，判斷此時是否出現連接交叉，若存在則舍棄該連接；

(1-3)對同一掃描波束上的相鄰點進行連接。

4.根據權利要求3所述的3D水聲成像系統實時重建方法，其特征在于，步驟(1-1)的具體步驟為：將非空聲學數據點與其右側掃描波束上的點依次比較所處層數的差值，若差值小于閾值，則兩個聲學點之間建立連接并且令新的閾值等于差值，重復該步驟，利用自適應閾值的方法尋找差值最小的兩點并建立連接。

5.根據權利要求1所述的3D水聲成像系統實時重建方法，其特征在于，步驟(2)中，所述3×3網格塊空點搜索模塊的處理過程為：

(2-1)從3×3網格左上角的點開始，記為第一個點V₁，陣列中第一行的第二和第三個點記為V₂、V₃，第二行的第一和第三個點記為V₄、V₅，第二行的第二個點為空點V₀，第三行的第一個點為V₆、第二個點為V₇，第三個點為V₈；

(2-2)依次比較V₂掃描波束上的每個點與V₇掃描波束上的點的層數差，若差值小于系統定義閾值，則兩個聲學點之間建立連接并且令新的閾值等于差值，如此反復，利用自適應閾值的方法尋找差值最小的兩點并建立連接；

(2-3)建立連接后，檢查3×3網格的中點在該層上是否為空點，如果為空點，則建立兩個點的連接，若非空點，則舍棄該連接；

(2-4)用上述同樣的方法建立V₄-V₅方向上的連接，如果在同一層上同時有V₂-V₇連接與V₄-V₅連接，則舍棄兩個連接中層數差值大的一個，以避免兩個連接的交叉；

(2-5)建立V₁-V₈方向的連接，若V₁-V₈連接所在層數的中點是空點，并且該V₁-V₈連接與同一層上的V₂-V₇、V₄-V₅連接沒有交叉，則建立V₁-V₈的預連接；

(2-6)用步驟(2-5)相同的方法建立V₃-V₆的預連接，若在同一層上同時有V₁-V₈連接與V₃-V₆連接，則舍棄兩個連接中層數差值大的一個，以避免兩個連接的交叉。