[发明专利]一种三维成像声纳图像假底的抑制方法

权利要求书

1.一种三维成像声纳图像假底的抑制方法，其特征在于：通过增加对阵元接收信号脉冲压缩结果的均衡处理达到抑制三维成像声纳图像中的假底现象，具体包括以下步骤：

(1)对三维成像声纳阵元接收数据进行脉冲压缩处理；

(2)对脉冲压缩结果进行均衡处理，具体实施步骤如下：

(2.1)通过滑动平均滤波获取全部阵元脉冲压缩结果的能量变化趋势，或者采用希尔伯特变化求阵元的包络函数；

(2.2)求全部阵元能量变化趋势函数或者包络函数的均值作为该批次的均衡处理函数；

(2.3)将全部阵元脉冲压缩结果与均值函数的幂次方相除，获取脉冲压缩的均衡处理结果；

(3)利用三维成像声纳惯导系统测得基阵的横滚角和的俯仰角以及升沉差对该批次均衡处理后脉冲压缩结果进行基阵运动误差补偿；

(4)最后对补偿后的结果进行垂直稳定聚焦波束形成。

2.根据权利要求1所述的三维成像声纳图像假底的抑制方法，其特征在于：对三维成像声纳阵元接收数据进行脉冲压缩处理中，三维成像声纳的接收阵元个数为M，第i个阵元接收信号的脉冲压缩结果为x_i(t),i＝1,2,...,M。

3.根据权利要求1所述的三维成像声纳图像假底的抑制方法，其特征在于：对脉冲压缩结果进行均衡处理，具体实施步骤如下：

首先通过滑动平均滤波获得x_i(t)的能量变化趋势，或者采用希尔伯特变化求x_i(t)的包络，x_i(t)的滑动平均结果为w_i(t)；

其中，2Δt为滑动窗的大小，其中滑动窗的大小的选取和脉冲压缩距离分辨力有关；

进一步利用全部M个阵元滑动平均结果求均衡处理函数

利用如下的公式(3)求解阵元接收信号脉冲压缩均衡处理结果x′_i(t),i＝1,2,...,M；

在上式中，a为均衡系数，a≥0。

4.根据权利要求1所述的三维成像声纳图像假底的抑制方法，其特征在于：对均衡后的结果进行基阵运动误差近似补偿，具体实施步骤如下：

利用三维成像声纳惯导系统测得的x轴上的横滚角θ_roll和y轴上的俯仰角θ_pitch以及z轴上的升沉差H_heave对该批次均衡处理后脉冲压缩结果按照下面公式(4)进行补偿，补偿后的结果为x”_i(t)；

其中，(Δx_i,Δy_i)为以阵中心为原点，第i个阵元与阵中心的相对位置。

5.根据权利要求1所述的三维成像声纳图像假底的抑制方法，其特征在于：将补偿后的结果x”_i(t)作为聚焦波束形成算法的输入，获得成像声纳方位维成像结果b(r,θ)；

其中，在聚焦波束形成中τ_i(r,θ)为目标到达第i个阵元的时延差，d为阵元间距，r为目标到基阵参考位置的距离，θ为目标到基阵参考位置的角度，c为声速。