[发明专利]一种侧扫图像生成方法、系统和侧扫声呐装置

说明书

本发明涉及海洋探测技术领域，具体涉及一种侧扫图像生成方法、系统和侧扫声呐装置，本发明利用长阵部件采集第一回波信号、利用短阵部件采集第二回波信号，并分别进行预处理，得到预处理后的长阵回波信号和短阵回波信号，并将长阵回波信号乘以长阵对应的权系数，得到加权后的长阵回波信号；将短阵回波信号乘以短阵对应的权系数，得到加权后的短阵回波信号，然后进行数据合成并进行色彩量化，以生成侧扫图像，本发明的技术方案中，对长阵部件和短阵部件采集到的回波信号分别进行预处理后、加权，然后进行数据融合，保证了长阵回波信号/短阵回波信号在远场/近场距离上的高分辨率，使得生成的侧扫图像在远场距离和近场距离的分辨率都大大提高。

技术领域

本发明涉及海洋探测技术领域，具体涉及一种侧扫图像生成方法、系统和侧扫声呐装置。

背景技术

侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，又称旁侧声呐或海底地貌仪。

侧扫声呐装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声呐导流罩等。换能器是声呐中的重要器件，它是声能与其它形式的能，如：机械能、电能、磁能等相互转换的装置。它有两个用途：一是在水下发射声波，称为“发射换能器”，相当于空气中的扬声器；二是在水下接收声波，称为“接收换能器”，相当于空气中的传声器（俗称“听筒”）。

换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波，常规换能器由一条发射阵和一条接收阵构成，或者采用收发合置的方式由单条基阵构成。目前，在实际应用中，接收阵的长度越长，对于远场距离目标物的分辨力就越高，但是随着接收阵长度变长，在近场距离会产生近场效应，导致近场距离的分辨力急剧下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种侧扫图像生成方法、系统和侧扫声呐装置，以解决现有技术中接收阵的长度越长，对于远场距离目标物的分辨力就越高，但是随着接收阵长度变长，在近场距离会产生近场效应，导致近场距离的分辨力急剧下降的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种侧扫图像生成方法，包括：

利用长阵部件采集第一回波信号、利用短阵部件采集第二回波信号；

对所述第一回波信号和所述第二回波信号分别进行预处理，得到预处理后的长阵回波信号和短阵回波信号；

将所述长阵回波信号乘以长阵对应的权系数，得到加权后的长阵回波信号；将所述短阵回波信号乘以短阵对应的权系数，得到加权后的短阵回波信号；

对所述加权后的长阵回波信号和加权后的短阵回波信号进行数据合成，并对数据合成得到的数据进行色彩量化，以生成侧扫图像。

其中，所述将所述长阵回波信号乘以长阵对应的权系数，得到加权后的长阵回波信号；将所述短阵回波信号乘以短阵对应的权系数，得到加权后的短阵回波信号，包括：

计算所述长阵回波信号在距离上的波束角，得到长阵波束角；

计算所述短阵回波信号在距离上的波束角，得到短阵波束角；

比较所述长阵波束角和短阵波束角的大小；

若所述长阵波束角小于短阵波束角，则将长阵回波信号乘以对应的权系数1，得到加权后的长阵回波信号；

短阵回波信号乘以对应的权系数0，得到加权后的短阵回波信号；

若所述短阵波束角小于长阵波束角，则将短阵回波信号乘以对应的权系数1，得到加权后的短阵回波信号；