侧扫声呐图像反演海底地形的一种线性算法

发布时间：2018-02-16 19:28

  本文关键词： 侧扫声呐图像 线性化算法 反演 高分辨率 海底地形　出处：《哈尔滨工业大学学报》2017年05期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为弥补现有测深方法在获取海底微地形方面的不足,基于侧扫声呐高分辨率成像特点,提出一种侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的线性化算法.首先,根据侧扫声呐成像原理给出声波入射方向的估算模型,基于海底表面漫反射模型推导出一种线性化反演模型,并以同区域初始地形作为约束建立反演地形的约束模型,实现了反演地形向绝对地形的转变;在此基础上,给出完整的侧扫声呐图像反演三维海底绝对地形的流程以及精度评定方法;最后,借助实验对该方法进行了检验和验证.实验结果表明,该方法可以获得均方根误差优于15 cm、分辨率为初始地形170倍的海底地形.
[Abstract]:In order to make up for the shortcomings of the existing bathymetric methods in obtaining submarine microtopography, a linearization algorithm for retrieving 3D seabed absolute terrain from side-scan sonar images is proposed based on the high resolution imaging characteristics of side-scan sonar. According to the principle of side-scan sonar imaging, the estimation model of the direction of incident acoustic wave is given, and a linearized inversion model is derived based on the diffuse reflection model of seabed surface, and the constraint model of inversion terrain is established with the initial terrain of the same area as the constraint. The inversion of terrain to absolute terrain is realized. On this basis, a complete flow chart and accuracy evaluation method for inversion of 3D seabed absolute terrain from side-scan sonar image are given. The experimental results show that the root-mean-square error is better than 15 cm and the resolution is 170 times that of the initial terrain.
【作者单位】： 武汉大学测绘学院;武汉大学动力与机械学院;
【基金】：国家自然科学基金(41576107,41376109,41176068)
【分类号】：P714;TP391.41

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本文编号：1516265