隨著各國海洋開發(fā)戰(zhàn)略不斷向深海遠海推進,各種海洋活動對海底地形探測的質量和分辨率以及水下目標物的精細化探測提出了更高的要求�，F(xiàn)階段在海洋測繪中用于探測海底表面地形以及目標物的聲學測量系統(tǒng)主要有單波束、多波束測深系統(tǒng)以及側掃聲吶系統(tǒng)。單波束測深系統(tǒng)探測需要密集測線,測量效率低、成本高;相較于單波束,多波束每次探測可同時獲取整條測線上的測深數(shù)據(jù),測量效率高,但隨著水深增加,測深點間距隨之增大,單位面積內(nèi)測點分辨率快速下降,因而難以獲取高分辨率海底地形及目標物。與測深系統(tǒng)相比,側掃聲吶可在相同掃幅寬度下獲得遠高于測深系統(tǒng)分辨率的海底聲學圖像,在深海區(qū)也可以采用拖曳方式貼近海底獲得高分辨率海底地貌圖像。盡管側掃聲吶受其測量機理的制約不能直接獲取海底地形深度信息及目標物的高度信息,但側掃聲吶圖像中隱含了大量的地形或目標物高度信息。本論文借助圖像三維重構技術,挖掘側掃聲吶圖像中的三維信息以獲取更加豐富的地形及目標物細節(jié)信息,為水下高分辨率、精細化探測提供一種全新的途徑。論文具體研究內(nèi)容及貢獻如下:側掃聲吶圖像預處理研究。針對現(xiàn)有側掃聲吶圖像存在的輻射畸變、幾何畸變和噪聲突出等問題,論文給出了 一套... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 側掃聲吶圖像三維重構研究方法綜述
        1.2.1 陰影恢復高度法
        1.2.2 立體視覺恢復形狀法
        1.2.3 明暗恢復形狀方法
    1.3 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 論文的研究內(nèi)容
        1.3.2 論文的章節(jié)安排
    1.4 本章小結
2 側掃聲吶原始文件格式解析
    2.1 側掃聲吶探測原理
    2.2 側掃聲吶原始文件格式
        2.2.1 XTF文件格式
        2.2.2 DVS文件格式
    2.3 側掃聲吶數(shù)據(jù)解析軟件系統(tǒng)
    2.4 本章小結
3 側掃聲吶圖像數(shù)據(jù)預處理
    3.1 海底線檢測
    3.2 增益補償
        3.2.1 平均振幅增益補償
        3.2.2 平均灰度增益補償
        3.2.3 自動增益補償
    3.3 幾何校正
        3.3.1 斜距改正
        3.3.2 航跡處理
        3.3.3 地理編碼
    3.4 本章小結
4 基于陰影信息的水下目標物三維重構
    4.1 二維亮度圖生成
        4.1.1 目標物提取
        4.1.2 偽彩色處理
    4.2 二維高度圖生成
    4.3 坐標系轉換
    4.4 三維點云圖像生成
        4.4.1 點云數(shù)據(jù)獲取算法實現(xiàn)
        4.4.2 點云圖像結果與分析
    4.5 本章小結
5 基于SFS法的側掃聲吶圖像三維重構
    5.1 海底表面反射模型
        5.1.1 Torrance-Sparrow模型
        5.1.2 后向散射系數(shù)模型
        5.1.3 朗伯模型
    5.2 SFS最小化法實現(xiàn)
        5.2.1 迭代優(yōu)化算法
        5.2.2 隨機梯度下降算法
    5.3 實驗結果分析
        5.3.1 水下地形圖像的三維重構
        5.3.2 水下目標物圖像的三維重構
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 未來展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多波束合成孔徑聲吶技術研究進展[J]. 李海森,魏波,杜偉東.  測繪學報. 2017(10)
[2]一種針對側掃聲納圖像的數(shù)字鑲嵌技術方法[J]. 郭軍,馬桂云,馬金鳳,王愛學,易鋒,馮強強.  測繪工程. 2017(06)
[3]海洋側掃聲吶探測技術的發(fā)展及應用[J]. 李冬,劉雷,張永合.  港口經(jīng)濟. 2017(06)
[4]側掃聲吶圖像反演海底地形的一種線性算法[J]. 趙建虎,尚曉東,張紅梅.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2017(05)
[5]單波束水深約束的側掃聲吶圖像三維微地形反演[J]. 王愛學,趙建虎,尚曉東,張紅梅.  哈爾濱工程大學學報. 2017(05)
[6]水深數(shù)據(jù)約束下的聲吶圖像海底地形恢復方法[J]. 趙建虎,尚曉東,張紅梅.  中國礦業(yè)大學學報. 2017(02)
[7]側掃聲吶條帶數(shù)據(jù)處理及其無縫成圖[J]. 王愛學,張紅梅,王曉,尚曉東.  測繪地理信息. 2017(01)
[8]精密海洋測量與數(shù)據(jù)處理技術及其應用進展[J]. 趙建虎,王愛學.  海洋測繪. 2015(06)
[9]側掃聲納標準數(shù)據(jù)存儲格式制定及應用[J]. 孔敏,程永壽,田先德,劉志杰,余佳.  北京測繪. 2015(03)
[10]C3D及其與傳統(tǒng)側掃聲納的比較[J]. 張濟博,潘國富,茍諍慷,丁維鳳,蔣維杰.  海洋測繪. 2013(05)

博士論文
[1]圖像邊緣檢測技術及其應用研究[D]. 曾俊.華中科技大學 2011

碩士論文
[1]側掃聲吶圖像鑲嵌與分割關鍵技術研究[D]. 許劍.東華理工大學 2017
[2]深度學習算法研究[D]. 楊強鵬.南京大學 2015
[3]側掃聲吶目標探測及噪聲抑制方法分析[D]. 王玉峰.中國地質大學(北京) 2015
[4]測深側掃聲納關鍵技術研究[D]. 楊玉春.中國艦船研究院 2014
[5]基于Kinect的3D室內(nèi)場景重建框架設計與實現(xiàn)[D]. 楊鑫.西安電子科技大學 2014
[6]超聲內(nèi)鏡數(shù)字成像系統(tǒng)[D]. 李亞楠.天津大學 2014
[7]圖像高斯噪聲及椒鹽噪聲去噪算法研究[D]. 孫海英.復旦大學 2012



本文編號：3199980