[发明专利]一种基于解卷积的下视合成孔径三维成像方法及系统有效
申请号: | 201910653545.5 | 申请日: | 2019-07-19 |
公开(公告)号: | CN110412587B | 公开(公告)日: | 2021-04-09 |
发明(设计)人: | 王朋;张羽;刘纪元;黄海宁 | 申请(专利权)人: | 中国科学院声学研究所 |
主分类号: | G01S15/89 | 分类号: | G01S15/89;G01S7/52 |
代理公司: | 北京方安思达知识产权代理有限公司 11472 | 代理人: | 陈琳琳;王宇杨 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 卷积 合成 孔径 三维 成像 方法 系统 | ||
1.一种基于解卷积的下视合成孔径三维成像方法,该方法包括:
根据声纳系统工作参数计算声纳回波数字信号,对声纳回波数字信号进行深度向脉冲压缩处理,获得柱坐标系下的深度向压缩后信号;
对深度向压缩后信号进行时延成像处理,获得下视合成孔径三维成像结果;
对所获得的三维成像结果进行解卷积处理,获取最终的三维成像结果;
所述根据声纳系统工作参数计算声纳回波数字信号,对声纳回波数字信号进行深度向脉冲压缩处理,获得柱坐标系下的深度向压缩后信号;具体包括:
步骤1-1)下视合成孔径声纳沿y方向以速度v匀速直线航行,发射阵元的位置为(0,yT,0),yT=yR+t2r,其中,t2r表示发射阵与接收阵所在的xOz之间的距离;接收阵元的位置(xm,yR,0)为:
其中,η表示沿航向基阵运动的慢变时间,L表示接收阵孔径,1≤m≤M,M为接收阵元的总数,d为相邻接收阵元的距离;
步骤1-2)采用等效相位中心描述接收换能器阵列的位置,表示为:
计算等效的接收阵与水下三维场景中第u个目标点(xu,yu,zu)的距离Rmu:
其中,1≤u≤U,U为目标的个数;
步骤1-3)第u个目标的位置从直角坐标系到柱坐标系下(θu,yu,ru)的变化关系表达式如下:
则柱坐标系下目标所在的位置坐标表示为:(rusin(θu),yu,rucos(θu));将上述表达式代入公式(3)的距离公式中,得到:
步骤1-4)下视合成孔径声纳各接收单元的时延表达式为τu=2Rmu/c;
步骤1-5)声纳发射信号采用线性调频信号为:
其中,f表示载波频率,Kr表示线性调频信号的调频率,Tr为脉冲宽度,tk表示第k个时域采样时刻;
柱坐标系下的回波信号表示为:
其中,σu为第u个目标回波信号幅度;
步骤1-6)对回波信号进行深度向脉冲压缩处理,获得深度向压缩后信号:
其中,Kr表示LFM脉冲信号的调频率;Tp表示LFM脉冲信号的脉冲宽度。
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