[發明專利]一種三維成像聲納圖像假底的抑制方法

在審

• 申請號: 202110791092.X
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113687364A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 韓貴娟;叢衛華;周利生;蔣晗磊;易石
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52;G01S7/539
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種三維成像聲納圖像假底的抑制方法，其特征在于：通過增加對陣元接收信號脈沖壓縮結果的均衡處理達到抑制三維成像聲納圖像中的假底現象，具體包括以下步驟：

(1)對三維成像聲納陣元接收數據進行脈沖壓縮處理；

(2)對脈沖壓縮結果進行均衡處理，具體實施步驟如下：

(2.1)通過滑動平均濾波獲取全部陣元脈沖壓縮結果的能量變化趨勢，或者采用希爾伯特變化求陣元的包絡函數；

(2.2)求全部陣元能量變化趨勢函數或者包絡函數的均值作為該批次的均衡處理函數；

(2.3)將全部陣元脈沖壓縮結果與均值函數的冪次方相除，獲取脈沖壓縮的均衡處理結果；

(3)利用三維成像聲納慣導系統測得基陣的橫滾角和的俯仰角以及升沉差對該批次均衡處理后脈沖壓縮結果進行基陣運動誤差補償；

(4)最后對補償后的結果進行垂直穩定聚焦波束形成。

2.根據權利要求1所述的三維成像聲納圖像假底的抑制方法，其特征在于：對三維成像聲納陣元接收數據進行脈沖壓縮處理中，三維成像聲納的接收陣元個數為M，第i個陣元接收信號的脈沖壓縮結果為x_i(t),i＝1,2,...,M。

3.根據權利要求1所述的三維成像聲納圖像假底的抑制方法，其特征在于：對脈沖壓縮結果進行均衡處理，具體實施步驟如下：

首先通過滑動平均濾波獲得x_i(t)的能量變化趨勢，或者采用希爾伯特變化求x_i(t)的包絡，x_i(t)的滑動平均結果為w_i(t)；

其中，2Δt為滑動窗的大小，其中滑動窗的大小的選取和脈沖壓縮距離分辨力有關；

進一步利用全部M個陣元滑動平均結果求均衡處理函數

利用如下的公式(3)求解陣元接收信號脈沖壓縮均衡處理結果x′_i(t),i＝1,2,...,M；

在上式中，a為均衡系數，a≥0。

4.根據權利要求1所述的三維成像聲納圖像假底的抑制方法，其特征在于：對均衡后的結果進行基陣運動誤差近似補償，具體實施步驟如下：

利用三維成像聲納慣導系統測得的x軸上的橫滾角θ_roll和y軸上的俯仰角θ_pitch以及z軸上的升沉差H_heave對該批次均衡處理后脈沖壓縮結果按照下面公式(4)進行補償，補償后的結果為x”_i(t)；

其中，(Δx_i,Δy_i)為以陣中心為原點，第i個陣元與陣中心的相對位置。

5.根據權利要求1所述的三維成像聲納圖像假底的抑制方法，其特征在于：將補償后的結果x”_i(t)作為聚焦波束形成算法的輸入，獲得成像聲納方位維成像結果b(r,θ)；

其中，在聚焦波束形成中τ_i(r,θ)為目標到達第i個陣元的時延差，d為陣元間距，r為目標到基陣參考位置的距離，θ為目標到基陣參考位置的角度，c為聲速。