申请/专利权人：中国人民解放军海军大连舰艇学院

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118191851A

主分类号：G01S15/89

分类号：G01S15/89;G06V20/05;G06V10/774;G06V10/82

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.02#实质审查的生效;2024.06.14#公开

摘要：本发明提供了侧扫声纳成像光学仿真系统，属于侧扫声纳图像目标识别与扩增和深度学习技术领域。所述的侧扫声纳成像光学仿真系统是通过调整光源和摄像机的位置及设置目标旋转角度保证侧扫声纳声学成像目标和阴影长度的比值等于光学仿真系统成像目标和阴影长度的比值。该系统通过在三维建模软件中计算相应的目标位置，从而复现海底真实目标的光学成像结果，进行用于风格迁移。

主权项：1.侧扫声纳成像光学仿真系统，其特征在于，所述的侧扫声纳成像光学仿真系统是通过调整光源和摄像机的位置及设置目标旋转角度保证侧扫声纳声学成像目标和阴影长度的比值等于光学仿真系统成像目标和阴影长度的比值，具体如下：设O'为侧扫声纳的传感器位置，其距离海底的高度为H，O'A为侧扫声纳水下传播路径，海底目标EB的长度为L，海底目标与海底平面的夹角即海底倾角为θ，海底目标的旋转中心E点距离侧扫声纳的水平距离为X；海底目标在侧扫声纳上成像为E'D'，阴影成像为D'A'；为获得与侧扫声纳成图相同的效果，采用以下策略进行调整：1旋转角β的确定将海底目标绕E点旋转角度β，保证从摄像机P处观察目标时，EB'与ED重合；摄像机P位于E点正上方，目标物EB绕E点旋转β角至位置EB'时，其光学成像长度ED与侧扫声纳成像长度E'D'相等；旋转角度β是海底目标的长度、海底目标的海底倾角θ、侧扫声纳离海底高度和侧扫声纳相对于E点水平距离的函数；具体推导如下：由O'B＝O'D，根据勾股定理可知： ED＝E'D'＝O'B-O'E在直角三角形PDE中，由反三角函数可以推出： 在三角形E'BD中，由正弦定理可得： 由内角和180°求得∠B'ED：∠B'ED＝180°-∠PDE-∠EB'D因此，可以得出∠EB'B，即旋转角β为： 2光源位置X光源的计算光源的位置不能设置在侧扫声纳拖鱼的位置，光源距E点水平距离为X光源；确定光源位置需要依据海底目标EB形成的侧扫声纳阴影长度D'A'与目标旋转后光学阴影长度DA相等；模拟侧扫声纳成像中阴影长度，画线段AB'并向其反方向延长至与水平线相交，该交点R'即为光学成像中建议的光源放置位置，设光源距E点水平距离为X光源；三角形B'EA中，由余弦定理求得B'A长： 在三角形B'EA中，由正弦定理求得∠B'AE： 由B点向下引垂线BG，由相似三角形可以得出： 即： 则：EA＝GA+EG过日光点R'作垂线RR'，在三角形RAR'中有： 可得光源相对于目标E点位置： 步骤3、摄像机的设置将摄像机放置在海底目标的旋转中心E点正上方P点处，并与侧扫声纳拖鱼高度对应相同，同时确保摄像机以竖直方向朝向目标进行拍摄；通过步骤1至步骤3的设计，在三维建模软件中计算相应的目标位置，从而复现海底真实目标的光学成像结果，进行用于风格迁移。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军海军大连舰艇学院 侧扫声纳成像光学仿真系统

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