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原文传递多视角声纳图像的目标重建

论文题名：	多视角声纳图像的目标重建
关键词：	声纳图像;水下目标;三维重建;空间雕刻;姿态测量
摘要：	基于各国对海洋探索的支持，解析声纳图像以理解水下场景的特征并识别水下物体已经成为各类应用中极为重要的问题。前视声纳图像的计算机处理已经在浑浊环境中的各种水下操作中展现了卓越的能力。利用二维前视声纳图像进行的水下目标三维重建一直是研究的热点，而利用多视角声纳图像的重建更能在三维重建领域发挥优势。　　本文基于高分辨二维成像声纳，针对声纳围绕水下静止目标探测的场景，实现从多个视角重建场景中的三维目标。本文主要结合空间雕刻的重建方法，研究不同位置和不同姿态下多种视角的三维重建，探索影响目标三维重建结果的主要因素和适合三维重建的探测视角，为水下平台探测任务提供工程应用基础。　　首先，根据前视声纳投影成像原理，分析声纳技术参数，构建二维声纳图像坐标系与三维空间场景的对应关系，获取多视角声纳图像。同时定义了确定性目标区域图像，研究声纳图像的预处理方法。　　其次，结合高分辨前视声纳的工作特性，建立了三维探测空间并创建了规则三维目标，通过投影成像获取多视角的模拟声纳图像，基于多视角的确定性目标区域图像开展目标区域的空间雕刻，实现了典型场景空间雕刻的三维重建。　　然后，研究空间雕刻算法的影响因素。依据载体探测水下目标的作业方式，研究由环航运动和侧倾运动对空间雕刻三维重建的影响，即不同位置和不同姿态的多视角声纳图像对三维重建的影响。　　最后，将对象回归到空间一般形状的物体，即复杂三维目标，利用雕刻空间实现三维重建，探究分析空间雕刻算法对不同形状物体的适用性。
作者：	宋家美
专业：	电子与通信工程
导师：	张志刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021