前視聲納作為水下探測與環(huán)境感知的設備,對人類進行水下探索、研究與海洋開發(fā)具有重要意義,其主要用于水下目標定位、跟蹤、避障等。水下目標跟蹤的任務是在以前視聲納采集的數據為基礎,生成連續(xù)圖像序列,并快速準確地預測出目標在每一幀圖像中的位置。在軍事上還是民用上,研究快速、準確、有效的前視聲納水下目標跟蹤技術都具有重要的理論價值和實際意義。由于原始聲納數據是以極坐標形式存儲的灰度值,而圖像顯示設備為直角坐標形式,且人眼對彩色的變化比對灰度變化敏感,因此,對前視聲納原始數據進行預處理尤為重要,預處理主要包括前視聲納圖像生成及偽彩色處理兩部分。前視聲納圖像生成是采用拋物線八點插值的方法對波束與采樣點分別插值,利用向后映射坐標變換方法進行坐標變換,生成聲納圖像;在此基礎上,提出一種自適應熱金屬編碼算法的前視聲納圖像偽彩色處理,即使用最大熵閾值法自適應的選擇熱金屬編碼節(jié)點值,完成偽彩色處理。實驗結果表明,采用的前視聲納圖像生成方法,能夠消除圖像中的馬賽克現(xiàn)象,得到細節(jié)突出的前視聲納圖像,結合提出的自適應熱金屬編碼算法的偽彩色處理,能夠得到色彩豐富、目標突出的彩色圖像,有利于對前視聲納圖像中的目標進行后續(xù)跟蹤處理。由于前視聲納圖像與光學圖像有著較大的差別,很多適用于光學圖像的目標跟蹤算法不能被應用在前視聲納水下目標跟蹤中,結合前視聲納圖像特點,提出一種自適應粒子群優(yōu)化算法(Adaptive Particle Swarm Optimization,APSO)用于前視聲納水下目標的跟蹤。即為解決粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)中粒子多樣性丟失、早熟收斂的問題,采用自適應調整粒子群優(yōu)化算法的慣性權重,平衡粒子的開發(fā)與探索能力;在此基礎上,選擇種群中的隨機粒子與當前粒子的個體最優(yōu)值進行比較,采用兩者中個體最優(yōu)值較大的粒子,更新粒子的速度,進一步解決粒子陷入局部最優(yōu)的問題;當水下目標被遮擋時,為了達到較好的跟蹤效果,根據目標遮擋情況,利用新的自適應離散群優(yōu)化(Adaptive Discrete Swarm Optimization,ADSO)的更新策略更新粒子,完成前視聲納水下目標跟蹤。通過對前視聲納采集的水下目標數據進行實驗結果分析,驗證本文的APSO算法能夠準確的完成前視聲納水下目標跟蹤,對比于其他算法,提出的APSO算法具有較好的跟蹤精度和有較快的跟蹤速度,同時具有一定的有效性和適應性。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U666.7;TP391.41;TP18
【部分圖文】：

圖2.1雙線性插值原理圖

是把需要處理的灰度圖像經過傅里葉變換轉換成頻率域，然處理為三個不同的分量，經過以上處理之后，再對其采用逆不同頻率分量的單基色圖像，再對彩色空間的三個不同分量彩色圖像。

( ) ( )( ) ( )( ) ( )7 5 0 1 28 5 0 1 29 5 0 1 23 21 7 253 16 12 252 9 18 25P x y y yP x y y yP x y y y = + + = + + = + + 據插值示意圖。
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 韓一娜;楊坤德;馬遠良;;多視角聲納目標分類的多核學習框架[J];聲學技術;2013年S1期

2 徐貴英,丁瑋,閻宜生,趙俊渭,趙日昌;雙基地聲納目標特性實驗研究[J];西北工業(yè)大學學報;1997年03期

3 程廣利;張明敏;;雙基地聲納目標低頻散射特性研究[J];海軍工程大學學報;2008年06期

4 許彥偉;蔡惠智;劉云濤;王永豐;張春華;;多亮點聲納目標軌跡起始技術[J];聲學技術;2012年04期

5 陳敬軍;馮海泓;吳培榮;;聲納目標運動分析的實現(xiàn)方法(英文)[J];聲學技術;2007年01期

6 呂琳;;未來反潛戰(zhàn)中的多基地聲納作戰(zhàn)[J];電子世界;2018年04期

7 王兵;向龍鳳;肖開奇;;R-R型雙基地聲納魚雷定位技術及測距精度分析[J];電子信息對抗技術;2019年05期

8 鄭琨;王英民;張爭氣;;聲納目標模擬系統(tǒng)設計與仿真[J];計算機仿真;2008年12期

9 章新華,林良驥,王驥程,駱正清;基于多神經網絡融合的聲納目標分類[J];控制與決策;1997年04期

10 白峻;申曉紅;王海燕;周倩;;水下小尺度目標寬帶亮點回波建模及實驗驗證[J];魚雷技術;2008年05期

相關碩士學位論文 前6條

1 王國強;前視聲納水下目標跟蹤技術研究[D];哈爾濱工程大學;2019年

2 謝怡;聲納目標角閃爍特性研究[D];上海交通大學;2012年

3 劉威;組網聲納目標跟蹤技術[D];哈爾濱工程大學;2017年

4 郁彥利;聲納目標模擬系統(tǒng)設計及工程實現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學;2007年

5 沈發(fā)江;基于PCI總線的聲納目標模擬系統(tǒng)研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

6 劉立昕;前視聲納目標跟蹤技術研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

本文編號：2845248