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[发明专利]严密的光子计数机制激光雷达水下测深点坐标计算方法-CN202211411317.5在审
发明人： 何林帮;邱振戈;黄庚华 -专利权人：中国科学院上海技术物理研究所
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01S17/89 文献下载
摘要：本发明公开了严密的光子计数机制激光雷达水下测深点坐标计算方法，主要包括以下步骤：(1)分析光子计数激光雷达扫描系统结构，建立激光反射光线水面的入射角、方位角与反射镜法线向量的几何关系模型；(2)构建激光水面入射点在激光扫描参考坐标系中的坐标计算模型；(3)提出水下层内常光速光线跟踪模型，构建水下测深点在激光扫描参考坐标系中的坐标计算模型；(4)建立激光扫描参考坐标系与WGS84空间直角坐标系的关系模型，将激光水下测深点坐标归位到WGS84空间直角坐标系中。通过以上步骤，可实现水下激光雷达测深点坐标的精确测量。
严密光子计数机制激光雷达水下测深坐标计算方法

[发明专利]基于声光遥感和滚轮的潮间带地形无缝一体化测量方法-CN202211411121.6在审
发明人： 何林帮;邱振戈;黄庚华 -专利权人：中国科学院上海技术物理研究所
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01C7/00 文献下载
摘要：本发明公开了基于声光遥感和滚轮的潮间带地形无缝一体化测量方法，主要包括以下步骤：(1)研究光子计数激光雷达扫描系统结构，构建WGS84空间直角坐标系下激光雷达水下测深点坐标的计算模型；(2)顾及气垫船姿态变化，在声线跟踪模型的基础上，构建WGS84空间直角坐标系下单波束声呐测深点坐标的计算模型；(3)建立气垫船尾部测量支撑安置盒与机械滚轮的几何关系，构建WGS84空间直角坐标系下机械滚轮最低测深点坐标的计算模型；(4)针对重叠区域不同类型近似同名的测深点云，提出相应的融合处理方法，获取潮间带高精度高密度的水下地形测量数据集。通过以上步骤，可实现潮间带水下地形高效测量。
基于声光遥感滚轮潮间带地形无缝一体化测量方法

[发明专利]基于激光雷达和侧扫声呐数据融合的珊瑚礁底质分类方法-CN202211503490.8在审
发明人： 何林帮;邱振戈;徐赤东;张溢凡 -专利权人：中国科学院深海科学与工程研究所;中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01S17/87 文献下载
摘要：本发明公开了基于激光雷达和侧扫声呐数据融合的珊瑚礁底质分类方法，主要包括以下步骤：(1)通过分析光子计数激光雷达扫描系统结构，构建无人机载激光雷达水下测深点坐标精确计算模型；(2)通过海底线跟踪、辐射畸变联合改正等精处理步骤，构建具有地理编码的侧扫声呐图像；(3)将激光雷达和侧扫声呐的反向散射强度融合处理，构建海底地形地貌图像；(4)改进标准的小波BP神经网络；(5)在融合图像基础上，提取珊瑚礁种类样本，并选择自聚度和分辨力较高的特征参量进行样本训练，利用样本训练结果对融合图像进行珊瑚礁底质分类。通过以上步骤，可实现基于激光雷达和侧扫声呐数据融合的珊瑚礁底质分类，为鉴别珊瑚礁的类型提供技术支撑。
基于激光雷达声呐数据融合珊瑚礁底质分类方法

[发明专利]基于声光遥感和VR技术的深海原位精细探测框架设计方法-CN202211420179.7在审
发明人： 何林帮;邱振戈;黄庚华 -专利权人：中国科学院上海技术物理研究所
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01S17/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于声光遥感和VR技术的深海原位精细探测框架设计方法，主要包括以下步骤：(1)研究光子计数激光雷达扫描系统结构，以及母船和潜水器的动态几何关系，构建WGS84空间直角坐标系下激光雷达测深点坐标的计算模型；(2)顾及潜水器姿态，在声线跟踪模型、母船与潜水器几何关系基础上，构建WGS84空间直角坐标系下多波束测深点坐标的计算模型；(3)激光雷达和多波束测深点进行融合处理，构建海底地形地貌图；(4)提出深海功能联用成像光谱仪研制方案及其探测方法；(5)通过海底三维地形建立模型、渲染技术以及双目立体成像技术，构建深海目标测区的VR环境。通过以上步骤，可实现基于声光遥感技术的深海原位精细探测，及测区VR环境构建。
基于声光遥感 vr 技术深海原位精细探测框架设计方法

[发明专利]多维度时空-频率域特征参量融合的海底底质分类方法-CN202211512749.5在审
发明人： 何林帮;邱振戈;徐赤东;张溢凡 -专利权人：中国科学院深海科学与工程研究所;中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： G06F18/241 文献下载
摘要：本发明公开了多维度时空‑频率域特征参量融合的海底底质分类方法，主要包括以下步骤：(1)进行系统误差改正、自适应角度响应改正等方面的精处理；(2)分别提取时空域和频率域特征参量，并对其进行融合处理；(3)在水池底铺设基岩、砾石、沙子、粘土、淤泥5种基本底质样本，通过多波束声呐扫测，分析回波信号并提取样本的时空和频域特征参量，建立特征参量数据库；(4)优选特征参量，融合深度学习网络和支持向量机，进行底质分类，做出分类精度评估，并根据相关功能，研制时空‑频率域特征参量融合的底质分类软件系统；(5)底质分类实验室验证与海上示范应用。通过以上步骤，可实现多维度时空‑频率域特征参量融合的海底底质分类。
多维时空频率特征参量融合海底底质分类方法

[发明专利]基于多波束反向散射强度数据的角度响应改正方法及其测量系统-CN201710475199.7有效
发明人：杨彬;何林帮;邱振戈 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-06-21 - 公布日： 2021-07-02 - 主分类号： G01S15/89 文献下载
摘要：本发明公开了基于多波束反向散射强度数据的角度响应改正方法及其测量装置，其方法包括以下步骤：(1)对多波束反向散射强度数据进行一系列预处理工作，如传播损失补偿、照射面积改正等；(2)通过对连续N ping(脉冲)反向散射强度数据进行等角度重采样，并对重采样后的连续N ping数据取平均值进而获取角度响应曲线；(3)使用高斯拟合的方式对角度响应曲线进行拟合，获取连续光滑的角度响应曲线；(4)对拟合后的角度响应曲线进行二次微分获取角度响应模型改正参数；(5)给出多波束反向散射强度数据自适应角度响应改正模型。本发明充分考虑了复杂海底底质环境下多波束反向散射强度数据变化规律，在此基础上对现有的角度响应模型进行改进，提出了改进的自适应角度响应模型，极大地削弱了角度响应对多波束反向散射强度数据造成的影响，提高了海底底质分类的精度。
基于波束反向散射强度数据角度响应改正方法及其测量系统

[发明专利]水下地形匹配辅助惯性导航定位方法及其定位系统-CN201710548124.7有效
发明人： 何林帮;邱振戈;杨彬 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-07-06 - 公布日： 2020-06-09 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了水下地形匹配辅助惯性导航定位方法及其定位系统，主要包括以下步骤：(1)提出闭环运用卡尔曼滤波最优估计、开环运用速度回溯进行误差补偿；(2)提出顾及水下潜航器姿态角的精确三维声线跟踪模型，并给出波束脚印内采样点的提取方法；(3)提出基于水深约束和分形维理论Delauney三角网建立水下数字地形模型方法；(4)提出基于灰色决策理论的水下地形适配区评价方法；(5)提出基于自适应高斯和滤波的水下地形匹配辅助导航方法。本发明运用了闭环和开环的误差补偿方法，较大地削弱了惯导系统的累积误差，并通过构建高精度高分辨率的水下数字地形模型和提出自适应高斯和滤波算法，极大地提高了水下潜航器导航定位的精度。
水下地形匹配辅助惯性导航定位方法及其系统

[发明专利]双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环方法压制多次波模型构建方法-CN201710843785.2有效
发明人： 何林帮;邱振戈;杨彬 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-09-15 - 公布日： 2019-05-07 - 主分类号： G01V1/36 文献下载
摘要：本发明提供了双曲Radon域综合预测反褶积和反馈循环法压制多次波的模型构建方法。读入原始浅剖数据后，分别利用预测反褶积和反馈循环法处理，并进行双曲Radon变换；构建自适应有效波滤波器，当其输出值F_m(τ,h)近似为0时，认为还存在有效反射波，则需返回再迭代处理，直至F_m(τ,h)约等于1，结束迭代处理；在双曲Radon域中对多次波能量模型进行反Radon变换；用原始浅地层剖面数据减去多次波能量模型数据，最终获得多次波压制后的高可靠性浅地层剖面数据。本发明既能有效压制自由界面多次波和层间多次波，又不能损伤有效波，实现多次波与一次波的有效分离，为后期的海底地下介质解读提供更可靠的依据。
反馈循环压制反褶积迭代处理模型构建能量模型剖面数据浅地层有效波预测滤波器地下介质高可靠性有效反射有效分离自由界面自适应减去层间次波读入构建解读近似损伤输出返回

[发明专利]深海多波束声线精确跟踪方法-CN201710100136.3有效
发明人： 何林帮;吴晓良;邱振戈;沈蔚 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-03-31 - 公布日： 2019-04-30 - 主分类号： G01S15/66 文献下载
摘要：本发明公开了深海多波束声线精确跟踪方法，主要包括以下步骤：(1)在全面分析海洋表层温度、盐度易受各种因素影响的基础上，并综合海洋卫星和Argo浮标多源海洋物理水文观测数据，建立一种时空变化的海洋温盐场模型；(2)通过分析船体瞬时姿态对波束初始入射角的影响，顾及船体姿态精确计算每个波束初始入射角；(3)在声速剖面未实测区域，分别通过时空温盐场模型计算声速和基于经验正交函数反演声速，在相应点位取两种方法获取声速的均值作为该点位的声速，以此计算三维声速剖面模型；(4)构建一种高效的常梯度声线精确跟踪模型；(5)提供声线跟踪精度评估方法。本发明充分顾及了船体姿态对波束初始入射角的影响以及较大地提高了声速剖面的分辨率和精度，因此能够极大地提高波束脚印坐标的精度。
深海波束声线精确跟踪方法

[发明专利]海底浅地层声能衰减模型构建及其两个重要声能衰减特征参数提取方法-CN201710476369.3有效
发明人： 何林帮;赵建虎;卢建华;邱振戈 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-06-21 - 公布日： 2019-04-30 - 主分类号： G01V1/38 文献下载
摘要：本发明公开了海底浅地层声能衰减模型构建及其两个重要声能衰减特征参数提取方法，主要包括以下步骤：(1)首先根据声呐方程计算出接收换能器接收到来自海底的反射波声能级；(2)自海底起，依次计算海底浅地层沉积物各个层的回波声能级；(3)根据测量平差理论，推导出浅地层整个声能传播过程的数学模型；(4)依据浅地层在横向小范围内沉积物类型变化缓慢规律，再根据最小二乘法则，得出同一个地层上相邻道的反向散射差和衰减补偿残余都近似相等。本发明揭示了声波在海底浅地层沉积物中的衰减规律，并推导了两个能够反映沉积物物理特性的重要声学参数，因此可为浅地层底质类型分类提供了重要的声学特征参数，更利于提高底质分类的精度。
海底地层衰减模型构建及其两个重要特征参数提取方法

[发明专利]基于沉积物品质因子和回波损失级曲线峰谷的浅地层层界划分方法-CN201710843742.4在审
发明人： 何林帮;邱振戈;杨彬 -专利权人：上海海洋大学
申请日： 2017-09-15 - 公布日： 2018-02-16 - 主分类号： G01V1/38 文献下载
摘要：本发明提供了基于沉积物品质因子和回波损失级曲线峰谷的浅地层层界划分方法，包括(1)结合预测反褶积法和反馈循环法消除原始浅地层剖面数据中来自海面和浅地层层界的多次波；(2)进行海底线跟踪以期浅地层剖面数据与钻孔数据对齐；(3)利用回波损失级曲线峰谷识别浅地层层界朴素峰，并根据地层走势的稳定性提取层界的稳定峰；(4)在层界稳定峰的基础上，结合沉积物的品质因子计算层界的控制峰；(5)在层界控制峰的基础上搜索符合要求的朴素峰，即获得高可靠性的浅地层层界；(6)利用钻孔取样数据评估上述层界划分方法的精度。本发明既能实现层界划分自动化、智能化，又能精准划分浅地层层界，可达到与钻孔取样数据同一量级的精度。
基于沉积物品质因子回波损失曲线层层划分方法

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