[发明专利]一种基于水体分层滤波的水下热源探测定位方法

摘要

本发明公开了一种基于水体分层滤波的水下热源探测定位方法，属于海洋科学、热物理学和模式识别的交叉领域，意在于对水体进行分层滤波处理，通过最优准则确定滤除深度，准确反应水下热源的具体位置。本发明包括水体中水下热源的热辐射仿真步骤、实测获取水下目标红外图象步骤、水体分层滤波步骤、水下热源探测定位步骤。本发明构建分层的海洋水体的热场模型，进一步建立简化的水下热源包括水下航行器的热场模型，利用水下热源在水体中热场模型的结果可以证明，水体的热辐射是分层分布的；通过获取的红外图像和水体热辐射的分层理论，利用水体分层滤波的方法对水下热源进行探测定位，提高了探测和定位的精度。

主权项

一种基于水体分层滤波的水下热源探测定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)水体中水下热源的热辐射仿真，采用SolidWorks软件对海洋和潜艇进行几何模型的建立，运用ICEMCFD对建立好的几何模型进行网格的划分，接着将网格导入Fluent进行求解器的相关设置，用Tecplot对求解计算得到的结果进行后处理；(2)实测获取水下目标红外图象，包括以下子步骤：(2.1)利用实验室的中波制冷红外相机在外场环境下，选择晴朗的天气环境，在设定时间点每隔设定时间段拍摄一序列照片，获取水下目标在热平衡状态下的红外图像；(2.2)利用拍摄得到的红外序列图像，从拍摄到的红外序列图像中选取预设时间后的图像，作为热平衡状态下的红外图像；(3)水体分层滤波步骤，包括以下子步骤：(3.1)确定水体本身温度、盐度和密度的关系；(3.2)水体分层滤波，根据疑似目标区域的灰度和非疑似目标区域的灰度间的方差准则，利用水体不同分层情况下的疑似目标区域与非疑似目标区域的方差和最优方差准则确定最佳的分层深度，由此得到目标的准确位置；(4)水下热源探测定位，将上述红外图像依次遍历分成m*m大小的图像块bi，总共有s块，利用空间约束均值聚类算法把b1,b2,b3,...,bs分为下有目标图像区域与下无目标图像区域两类，m*m代表模板的大小。