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成像聲吶技術及應用(精)/現代水聲技術與應用叢書

  • 作者：卞紅雨//張志剛//劉雨希|責編:王喜軍//高慧元//張震|總主編:楊德森
  • 出版社：龍門書局
  • ISBN：9787508863603
  • 出版日期：2023/11/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：248
人民幣：RMB 148 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要針對聲吶探測設備中用於高分辨探測的一類設備——成像聲吶，論述高分辨成像聲吶及其在海洋開發中的應用。第1章介紹成像聲吶的種類、應用領域及典型產品；第2章介紹成像聲吶數據處理中的常用技術；第3?9章針對成像聲吶的典型應用，論述幾個具體應用實例的實現原理與圖像數據處理過程，包括利用前視聲吶獲得的海底圖像進行載體的運動參數估計（第3章）、利用前視聲吶獲得的序列聲吶圖像拼接實現大範圍探測（第4?6章）、利用多波束測深聲吶和側掃聲吶獲得的水下地形地貌匹配實現潛器自主定位（第7?9章）。
    本書可作為海洋開發等領域科技人員和高等院校及科研院所水聲工程專業高年級本科生和研究生的參考書。
作者介紹
卞紅雨//張志剛//劉雨希|責編:王喜軍//高慧元//張震|總主編:楊德森
目錄
叢書序
自序
第1章  成像聲吶概述
  1.1  成像聲吶的種類
    1.1.1  前視聲吶
    1.1.2  側掃聲吶
    1.1.3  多波束測深聲吶
  1.2  成像聲吶的應用領域
  1.3  典型成像聲吶產品及主要參數
    1.3.1  前視聲吶
    1.3.2  側掃聲吶
    1.3.3  多波束測深聲吶
  參考文獻
第2章  成像聲吶的數據處理
  2.1  聲吶數據的可視化
    2.1.1  回波強度數據的可視化
    2.1.2  聲吶點雲數據的可視化
  2.2  聲吶圖像的預處理
    2.2.1  聲吶圖像的灰度變換增強
    2.2.2  圖像降噪
  2.3  基於聲吶圖像的目標檢測
    2.3.1  基於高階統計量的聲吶目標檢測方法
    2.3.2  基於頻域方向模板的聲吶目標檢測方法
    2.3.3  基於點聚集特性的聲吶目標串聯檢測方法
  參考文獻
第3章  海底聲吶圖像的匹配與運動參數估計
  3.1  聲吶圖像與聲吶坐標系
  3.2  基於聲圖像的聲吶運動模型
    3.2.1  聲吶圖像二維運動模型
    3.2.2  聲吶圖像三維運動模型
    3.2.3  波束圖像三維運動模型
  3.3  聲吶運動參數的估計理論
    3.3.1  單純旋轉
    3.3.2  單純平移
    3.3.3  一般運動
    3.3.4  波束圖像上的運動參數估計
  3.4  聲吶圖像匹配與參數估計模型
  3.5  匹配問題的構建與求解
    3.5.1  構建匹配的最優化問題
    3.5.2  匹配問題的快速求解
  3.6  綜合實驗
    3.6.1  水池綜合實驗場景的構建
    3.6.2  實驗的設計思想與方法
    3.6.3  實驗結果與分析
  參考文獻
第4章  鄰近幀前視聲吶圖像配准演算法
  4.1  圖像拼接和圖像配准
    4.1.1  圖像拼接
    4.1.2  圖像配准演算法概述
  4.2  前視聲吶圖像配准模型與問題分析

  4.3  一種有效的前視聲吶圖像配准演算法
    4.3.1  前視聲吶圖像平移參數的計算
    4.3.2  前視聲吶原始數據估計旋轉角度
    4.3.3  由映射函數選擇配准區域
    4.3.4  前視聲吶配准演算法
  4.4  實驗結果與分析
    4.4.1  僅有旋轉關係的前視聲吶圖像配准
    4.4.2  帶有旋轉和平移運動的聲吶圖像配准
  參考文獻
第5章  前視聲吶圖像序列全局比對
  5.1  位姿的非線性優化
    5.1.1  極大似然過程
    5.1.2  最小二乘問題
    5.1.3  非線性優化方法
  5.2  位姿圖優化
  5.3  前視聲吶圖像序列位姿圖構建
    5.3.1  頂點和邊的確定
    5.3.2  信息矩陣的確定
    5.3.3  圖像序列位姿初始化
  5.4  基於線狀結構的閉環限制
    5.4.1  閉環誤配問題
    5.4.2  基於線狀結構的閉環圖像配准
  5.5  位姿的非線性優化
    5.5.1  閉環配准結果
    5.5.2  位姿圖優化的結果
  參考文獻
第6章  前視聲吶圖像融合技術
  6.1  非下採樣輪廓波變換
    6.1.1  NSPFB和NSDFB
    6.1.2  濾波器設計和實現
  6.2  結合變換域與空間域的分步式聲吶圖像融合演算法
    6.2.1  前視聲吶圖像對比度增強
    6.2.2  前視聲吶圖像的變換域初融合
    6.2.3  前視聲吶圖像的空間域再融合
  6.3  前視聲吶圖像融合實驗結果與分析
    6.3.1  圖像融合的客觀標準
    6.3.2  前視聲吶圖像融合實驗結果
  6.4  序列圖像拼接實驗
    6.4.1  沒有位移的前視聲吶圖像序列拼接
    6.4.2  結合航跡信息的前視聲吶圖像序列拼接
    6.4.3  帶有閉合路徑的前視聲吶圖像序列拼接
  參考文獻
第7章  基於聲吶圖像的小起伏水下地形匹配方法
  7.1  自主水下機器人導航技術
  7.2  水下地形地貌匹配定位技術
    7.2.1  水下地形匹配技術研究現狀
    7.2.2  水下地貌匹配技術研究現狀
    7.2.3  水下地形適配性分析技術研究現狀
  7.3  水下地形圖像的加權組合特徵
    7.3.1  水下地形數據的圖像表示及其特徵分析

    7.3.2  水下地形圖像的紋理特徵
    7.3.3  地形統計特徵參數
    7.3.4  組合特徵向量的構建
  7.4  基於加權組合特徵的水下地形匹配方法湖試數據處理
    7.4.1  匹配實驗一：雜訊影響
    7.4.2  匹配實驗二：旋轉影響
    7.4.3  匹配實驗三：實時圖尺寸影響
    7.4.4  匹配實驗四：與TERCOM方法對比
  7.5  水下地形圖像的邊緣角點直方圖特徵
    7.5.1  邊緣複雜度
    7.5.2  邊緣角點和邊緣角點複雜度
    7.5.3  邊緣角點直方圖
  7.6  基於邊緣角點直方圖的水下地形匹配定位方法湖試數據處理
    7.6.1  匹配實驗一：雜訊影響
    7.6.2  匹配實驗二：實時圖尺寸影響
    7.6.3  匹配實驗三：旋轉影響
  7.7  基於深度學習演算法的水下地形匹配
    7.7.1  影響海底地形匹配定位性能的關鍵因素分析
    7.7.2  水下地形數據樣本集
    7.7.3  網路體系結構
  7.8  基於深度學習演算法的水下地形匹配定位方法湖試數據處理
    7.8.1  匹配實驗一：雜訊影響
    7.8.2  匹配實驗二：實時圖特徵區分度影響
    7.8.3  匹配實驗三：旋轉影響
    7.8.4  匹配實驗四：地形解析度影響
  參考文獻
第8章  水下地形適配性的圖像分析方法
  8.1  水下地形圖像適配性的模糊判決方法
    8.1.1  水下地形圖像適配性參數
    8.1.2  水下地形適配性模糊判決法
  8.2  模糊判決法的湖試數據處理
  8.3  水下地形圖像適配區漸進式選擇方法
    8.3.1  多波束地形圖像的適配尺度分析
    8.3.2  地形圖像的特徵選擇
    8.3.3  適配區漸進式選擇方法
  8.4  多波束測深湖試數據處理
  參考文獻
第9章  基於側掃聲吶的地貌圖像匹配定位與航向估計方法
  9.1  水下地貌圖像匹配定位的可行性分析
  9.2  解析度對準
  9.3  水下地貌圖像匹配定位方法
    9.3.1  特徵選擇
    9.3.2  模板形狀選擇
    9.3.3  相似性測度
    9.3.4  湖試數據匹配實驗
  9.4  航向估計方法
    9.4.1  旋轉角度估計
    9.4.2  湖試數據處理
  9.5  連續地貌匹配定位實驗與分析
  9.6  水下綜合導航實施方案

    9.6.1  方案流程
    9.6.2  實驗與分析
  參考文獻
索引
彩圖

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