收藏本站
收藏 | 论文排版

干涉合成孔径声纳系统设计和成像算法研究

刘兴华  
【摘要】: 干涉合成孔径声纳(Interferometric Synthetic Aperture Sonar,INSAS)是一种用于水下三维成像的声纳系统,其具有二维成像分辨率高且分辨率与距离无关,能够进行干涉测高的特点。本论文研究主要针对INSAS的系统设计、成像算法及仿真、运动补偿等方面的问题展开研究。 本文在分析INSAS系统成像原理的基础上,对INSAS系统设计中的各个主要参数进行了分析,推导出了各参数误差对于系统性能的影响,对于某些参数如基线长度、基阵倾斜角度等给出了最优的取值。并根据实际设计了INSAS系统参数,并对其性能和误差做了理论分析,为未来的实验提供了理论依据。 在INSAS算法的研究中,仿真方法是一个非常重要的部分,更有效的仿真方法可以为实验的进行打下良好的基础。本文对传统的回波仿真算法进行了改进,给出了一种基于延时表的仿真算法,能够有效的减少仿真算法的计算量,提高计算效率。另外介绍了直接进行INSAS图像仿真的方法,可以直接根据目标高度模型生成INSAS干涉图像对,相对于原始回波信号的仿真方法,本算法更有效率。从仿真结果上看,可以较为真实地显示目标场景特性,为实际实验提供理论参考。最后,在图像仿真的基础上,给出了通过逆向法由仿真的SAS复图像解算原始回波信号的方法,相对传统的信号仿真算法,这种方法可以在损失图像精度的条件下,达到较快的速度,可以作为图像仿真算法的一个补充。 由于声纳基阵安装于拖体上,其运动误差对成像结果影响较大。本文分析拖体运动误差对于成像结果的影响,对于传统的SAS系统的运动补偿方法,DPC方法和DPIA方法进行了综述,并在此基础上提出了一种新的适用于强点目标的运动补偿方法,通过湖上实验的数据对本方法进行了验证,结果表明,这一方法可以较好的提高点目标的成像结果,并且有着较高的计算效率,适合实时系统的实现。另外,INSAS系统不同于普通的SAS系统,其在运动补偿方面的要求更高,本文针对INSAS系统的主要误差Roll,给出了一种基于DPC的估计方法,并通过仿真数据进行了验证。 INSAS系统的主要算法包括图像配准、去除平地效应、干涉相位图滤波和二维相位展开等部分,本文使用MATLAB软件建立一个完整的INSAS信号仿真和成像处理平台。在此平台基础上,对INSAS各部分算法进行了深入研究和改进。对于图像配准方法,分析了常用的配准算法,并通过INSAR数据进行了验证。介绍了去水平地形效应的原理及方法。分析了干涉相位图噪声对于最终成像结果的影响,提出了一种新的自适应干涉相位图滤波方法,并用仿真数据和干涉合成孔径雷达数据进行了验证,结果表面本方法可以在去除残余点的基础上较好的保持图像细节,有利于下一步相位展开的进行。对于相位展开算法,通过实际数据的处理,分析比较了路径跟随算法和基于全局最优模型算法两大类方法的异同,比较了各种相位展开算法的优缺点和适用范围。最后通过实际的SAS实验成像结果进行了双过次的INSAS成像的尝试。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张凌;赵永强;张洪才;杨铁恒;;基于相位相关和自适应阈值的图像亚像素配准[J];火力与指挥控制;2009年09期
2 周鹏,谭勇,徐守时;基于角点检测图像配准的一种新算法[J];中国科学技术大学学报;2002年04期
3 张见威;韩国强;陈扬枝;;基于图像配准的产品外形缺陷自动检测与分析[J];现代制造工程;2006年06期
4 刘松涛;杨绍清;;图像配准技术性能评估及实现概况[J];电光与控制;2007年03期
5 王志强;程红;;数字图像镶嵌技术综述[J];影像技术;2008年02期
6 刘亚东;张群英;邓云凯;;图像配准技术在DPCA动目标检测中的应用[J];火力与指挥控制;2009年01期
7 苏清贺;程红;孙文邦;;遥感图像配准方法研究——综述[J];红外;2010年10期
8 丁一军,富钢,于桂荣;印制电路板视觉检测系统[J];沈阳航空工业学院学报;1999年01期
9 范冲;龚健雅;朱建军;;一种基于去混叠影像配准方法的POCS超分辨率序列图像重建[J];测绘学报;2006年04期
10 李月晶;赵健闯;马东雄;;基于特征的模板匹配在汽车纵梁装配孔自动检测中的应用[J];机床与液压;2008年12期
11 朱冰莲;田学隆;宋维杰;;基于人工免疫系统的医学图像配准[J];仪器仪表学报;2009年07期
12 陈忠克;朱高峰;庄越挺;吴飞;毛祎;;基于FFT和遗传优化的遥感图像配准研究[J];模式识别与人工智能;2005年05期
13 惠文华;;多传感器遥感图像配准方法研究[J];西北大学学报(自然科学版);2006年04期
14 孟举;魏生民;罗兴贤;杨楠;;基于视频图像处理的头部位置跟踪方法探索[J];现代制造工程;2007年02期
15 孟举;魏生民;罗兴贤;杨楠;;基于视频图像处理的头部位置跟踪方法的探索[J];航空精密制造技术;2007年02期
16 赵书斌;王海川;;图像配准及其在目标精确定位中的应用[J];火力与指挥控制;2007年10期
17 李铁军;陈哲;王任享;;尺度不变特征变换算法在图像配准中的应用[J];弹箭与制导学报;2008年02期
18 许亚军;陈小惠;;一种基于遗传算法和小波分解的刚性图像配准方法[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2008年02期
19 张红颖;孙毅刚;;基于改进微粒群优化算法的互信息医学图像配准[J];中国民航大学学报;2009年01期
20 陈志刚;姜军;李启元;;基于点特征的图像数据配准方法研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田甜;李春升;徐华平;;基于频谱差异的INSAR复图像配准实现方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
2 高炳像;刘俊;;基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
3 孟强;王艳阳;张蔚;付慧君;龚建舟;陆惠忠;;肺癌影像引导放疗不同图像配准方法比较[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年
4 翟胜军;姜晖;张鑫;;一种基于角点的图像配准方法[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
5 董继扬;邱智勇;陈忠;;基于脉冲耦合神经网络的MR图像快速配准算法[A];第十四届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2006年
6 李红波;倪国强;;图像配准中特征点匹配分析与展望[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 杨红喆;刘连芳;;全景图拼接技术研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
8 张翼;宋志坚;;一种用于脊柱外科三维手术导航的配准方法研究[A];2008年医疗仪器学术年会暨理事会论文汇编[C];2008年
9 闫利;郭勤;;高精度图像对准关键技术研究[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
10 赵云丰;付冬梅;尹怡欣;王嘉;;基于人工免疫的红外与可见光图像配准方法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘兴华;干涉合成孔径声纳系统设计和成像算法研究[D];中国科学院研究生院(声学研究所);2008年
2 李海;干涉合成孔径雷达信号处理若干关键问题研究[D];西安电子科技大学;2008年
3 谢先明;InSAR及多基线InSAR关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
4 武楠;干涉合成孔径雷达信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 石晓进;星载干涉合成孔径雷达信号处理若干问题研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
6 刘宝泉;干涉合成孔径雷达测量关键技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
7 申艳;星载干涉合成孔径雷达信号处理研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
8 毛志杰;干涉合成孔径雷达信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 时永刚;广义距离度量和多模态图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
10 王彪;计算机视觉技术在低空突防与精确打击中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李洪;双光谱图像检测的图像配准融合技术[D];暨南大学;2005年
2 王海峰;深度图像配准技术的研究及在古遗址数字化展示中的应用[D];西北大学;2011年
3 师瑞荣;机载SAR干涉成像算法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
4 刘钰菲;InSAR图像配准算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 冯卫平;多波段多极化SAR图像配准技术研究[D];杭州电子科技大学;2010年
6 陈燕文;基于SIFT与小波变换的图像配准融合方法研究[D];武汉理工大学;2011年
7 叶耘恺;基于边缘特征的图像配准方法研究[D];重庆大学;2004年
8 穆文争;干涉SAR测高测速技术研究[D];电子科技大学;2008年
9 韦顺军;极化干涉SAR植被高度估计方法研究[D];电子科技大学;2009年
10 黄淑英;视网膜图像处理与分析中关键技术研究[D];西安理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张煦芳;医院网上挂号系统设计[N];健康报;2004年
2 柯赛;“玉带祥云”托起奥运奖牌[N];中国质量报;2008年
3 ;敢问DVD,谁言系统设计?[N];科技日报;2000年
4 ;拆解准系统[N];计算机世界;2003年
5 ;护栏系统设计达到国际先进水平[N];科技日报;2003年
6 记者 宿东;控制与推进系统设计综合楼开工[N];中国航天报;2008年
7 ;联想新至强服务器的系统设计之道[N];计算机世界;2004年
8 毛绍清;携手大渡河畔 缔结战略伙伴[N];西南电力报;2006年
9 刘兴勇(作者单位:宁夏总队后勤部);实现管理智能化[N];人民武警;2006年
10 ;企业理念系统设计[N];中国乡镇企业报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978