[发明专利]一种船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法及系统

权利要求书

1.一种船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法，所述方法包含：

步骤101)对阵元回波数据进行近场聚焦波束形成处理，形成多个平行波束；

步骤102)采用能量收敛区间检测方法计算每个波束的能量收敛区间，估计出波束的起始门和终止门；

步骤103)根据估计的波束的起始门和终止门并采用幅度时间加权算法，估算出每个波束中船体回波的到达时间；

步骤104)根据动态门限检测，计算出船舶的吃水深度，并且对船型进行建模。

2.根据权利要求1所述的船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法，其特征在于，所述步骤102)进一步包含：

步骤102-1)假设每个波束数据的时间序列长度均为W_T，幅度值记为A(t)，船体的散射回波信号为D_w，发射信号脉宽为τ；

将每个波束数据长度W_T分为K个子窗，每个子窗的宽度W_d＝W_T/K，各个子窗的能量E_i通过积分可表示为:

其中，t_i为第i个子窗的起始时刻；

将上述所有子窗的能量进行前后相邻两个合并，得到“K-1”个相互重叠的新子窗，且每个新子窗的能量分别为：

从所有新子窗中，搜索出能量最大值对应的子窗则能量中心收敛区间位于新子窗内，且新的时间窗长度为

步骤102-2)对计算得到的新子窗长度选择相应的操作，如果则更新并重复上述操作进行迭代；直到判断若则令并再执行一次步骤102-1)的操作，迭代结束，进而确定能量收敛区间的起始门W_start和终止门W_end，并转化为时间起始门T_start和终止门T_end。

3.根据权利要求2所述的船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法，其特征在于，展宽后的回波信号宽度D_w＝2τ。

4.根据权利要求2所述的船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法，其特征在于，所述子窗个数为4。

5.根据权利要求2、3或4所述的船舶吃水深度测量中自适应船体检测方法，其特征在于，所述步骤103)进一步包含：

步骤103-1)求时间起始门T_start和终止门T_end之内的波束数据的幅度的平均值进而得到本时间窗的门限值，并进行动态门限检测，即：对于此时间窗内的波束数据，保留大于门限的数据，剔除小于门限的数据；

步骤103-2)步骤103-1)保留的数据序列包含位于起始门和终止门之间且幅度在相应门限之上的数据序列，根据保留的数据序列估算此波束中船体目标散射回波的到达时间t_c：

其中，N为步骤103-1)中保留的数据序列的个数，A_i和t_i分别表示为步骤103-1)保留的数据序列中的第i个数据的幅度和对应的时刻；

步骤103-3)根据每个平行接收波束得到每个波束中船体散射回波的到达时间，且根据步骤103-1)能得到每个波束数据的动态门限；对每帧数据中的所有的平行波束动态门限的幅值累加求平均值得到门限Th；对每帧数据中的多个平行波束进行处理，步骤103-1)计算出的每个波束的门限值若大于门限Th，则认为此波束中有船体，且可得到步骤103-2)中得到的船体的到达时间t_c，否则认为无船体。

6.一种船舶吃水深度测量中自适应船体检测系统，其特征在于，所述系统包含：

平行波束生成模块，用于对阵元回波数据进行近场聚焦波束形成处理，形成多个平行波束；

波束起始门和终止门估算模块，用于采用能量收敛区间检测方法计算每个波束的能量收敛区间，估计出波束的起始门和终止门；

第一处理模块，用于采用幅度时间加权算法，估算出所有波束中船体回波的到达时间；和

第二处理模块，用于根据动态门限检测，计算出船舶的吃水深度，并且能对船型进行建模。