CN109164436A - 高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法及装置，属于高频多波束声纳目标探测技术领域。本申请通过对高频多波束声纳的目标图像进行水平向和距离向的等比例放大，还原了目标的原有形状，解决了现有高频多波束声纳目标图像放大后变形的问题，提高了高频多波束声纳目标分类的正确率和探测效率。

Description

高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法及装置

技术领域

本发明属于高频多波束声纳目标探测技术领域，涉及一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法及装置。

背景技术

高频多波束声纳是目前海洋目标探测尤其是小目标探测的重要仪器，主要应用于海洋中近距离(300m内)目标的定位和分类。目前高频多波束声纳对于目标距离和方位的探测精度已经达到了一定的技术水平，但对于目标尺寸的测量却不够准确，原因如下：

a)图像压缩导致丢失大量有效数据

为了满足对水中目标进行分类的要求，高频多波束声纳的距离分辨率可达1到2厘米，方位分辨率也能达到0.075度以内。按300米量程30度水平探测开角计算，真实显示一副完整的声纳图像需要约10000×20000个像素点，工程上无法实现。工程上通常采用水平向和距离向等比例压缩的方式将像素点压缩到可显示范围，例如400×800个像素。经压缩后的声纳图像丢失了大量有效数据，无法根据图像测量目标尺寸。

b)现有目标放大方式存在局限性

压缩后的声纳图像由于丢失了大量的有效数据，只能进行目标定位，无法进行目标分类，为了解决该问题，现有声纳引入了目标放大功能。

现有目标放大功能的工作原理如下：

1、选取需要放大的目标区域；

2、以目标区域为中心释放被压缩的距离向像素点，以提高距离向分辨率，而水平向分辨率保持不变；

3、放大后的图像依然显示在400×800的显示区域内。

经过目标放大后的声纳图像，距离向分辨率最高可达1～2厘米，而水平向分辨率保持不变。这种放大方式的重大缺陷在于只考虑提高距离向分辨率，而忽视了对水平向分辨率的等比例放大，导致声纳图像的水平向和距离向分辨率差距很大，造成放大后的目标图像变形。

发明内容

为了解决相关技术中因声纳图像的水平向和距离向分辨率差距较大，导致目标图像放大后变形的问题，本申请提供了一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法及装置。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法，该方法包括：

对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据，波束域数据为p×q的阵列，阵列中的第i行第j列的数据表示第j个波束的第i个回波点，q为声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数；

确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

根据目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

在波束域数据中以目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，s为垂直向每米的回波点数；

在sI大于目标图像显示区的垂直向像素点数时，对选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为目标图像显示区的垂直向像素点数；

根据插值算法对选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为目标图像显示区的水平向像素点数。

本方法通过对高频多波束声纳的目标图像进行水平向和距离向的等比例放大，还原了目标的原有形状，解决了现有高频多波束声纳目标图像放大后变形的问题，提高了高频多波束声纳目标分类的正确率和探测效率。

可选的，在根据目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I时，包括：

根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与目标距离对应的插值算法，根据插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

根据n计算目标物在目标图像显示区水平向应显示的距离I；

将I确定为目标物在目标图像显示区垂直向应显示的距离。

首先，由于目标物的水平向分辨率通常小于距离向的分辨率，且不同目标距离对应的水平向分辨率不同，通过预存的对应关系确定与目标距离对应的插值算法，以保证选取的水平样本波束数符合在该目标距离下的目标物，尽可能地降低目标图像失真率；其次，将垂直向应显示的距离设置为与水平向应显示的距离相同，以保证目标物水平向和垂直向分辨率一致，进而保证目标图像不失真。

可选的，该方法还包括：

将压缩处理和插值处理后的数据块显示至目标图像显示区；

在目标图像显示区显示网格。

在目标图像显示区中显示网格便于操作人员查看目标物的尺寸和形状。

可选的，在目标图像显示区显示网格时，包括：

接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在目标图像显示区显示网格，每个网格用于指示预定距离。

通过在确定接收到测量指令后，显示网格，避免直接显示网格对操作人员的影响；每个网格用于指示预定距离，便于操作人员根据网格数判定目标物的尺寸。

可选的，确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置，包括：

利用采集到的回波信号显示声纳图像，声纳图像中包括声纳探测到的目标物；

获取声纳图像中被选中的目标物，确定目标物的目标距离以及所在波束位置。

第二方面，提供了一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量装置，该装置包括：

获取模块，用于对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据，波束域数据为p×q的阵列，阵列中的第i行第j列的数据表示第j个波束的第i个回波点，q为声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数；

第一确定模块，用于确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

第二确定模块，用于根据第一确定模块得到的目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

选取模块，用于在获取模块获取的波束域数据中以目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，s为垂直向每米的回波点数；

压缩模块，用于在sI大于目标图像显示区的垂直向像素点数时，对选取模块选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为目标图像显示区的垂直向像素点数；

插值模块，用于根据插值算法对选取模块选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为目标图像显示区的水平向像素点数。

本装置通过对高频多波束声纳的目标图像进行水平向和距离向的等比例放大，还原了目标的原有形状，解决了现有高频多波束声纳目标图像放大后变形的问题，提高了高频多波束声纳目标分类的正确率和探测效率。

可选的，第二确定模块，包括：

第一确定子模块，用于根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与目标距离对应的插值算法，根据插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

计算子模块，用于根据第一确定子模块确定出的n计算目标物在目标图像显示区水平向应显示的距离I；

第二确定子模块，将计算子模块计算出的I确定为目标物在目标图像显示区垂直向应显示的距离。

首先，由于目标物的水平向分辨率通常小于距离向的分辨率，且不同目标距离对应的水平向分辨率不同，通过预存的对应关系确定与目标距离对应的插值算法，以保证选取的水平样本波束数符合在该目标距离下的目标物，尽可能地降低目标图像的失真率；其次，将垂直向应显示的距离设置为与水平向应显示的距离相同，以保证目标物水平向和垂直向分辨率一致，进而保证目标图像不失真。

可选的，该装置还包括：

第一显示模块，用于将压缩模块压缩处理和插值模块插值处理后的数据块显示至目标图像显示区；

第二显示模块，用于在目标图像显示区显示网格。

在目标图像显示区中显示网格便于操作人员查看目标物的尺寸和形状。

可选的，第二显示模块，还用于：接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在目标图像显示区显示网格，每个网格用于指示预定距离。

通过在确定接收到测量指令后，显示网格，避免直接显示网格对操作人员的影响；每个网格用于指示预定距离，便于操作人员根据网格数判定目标物的尺寸。

可选的，第一确定模块，包括：

显示子模块，用于利用采集到的回波信号显示声纳图像，声纳图像中包括声纳探测到的目标物；

第三确定子模块，用于获取声纳图像中被选中的目标物，确定目标物的目标距离以及所在波束位置。

在目标图像显示区中显示网格便于操作人员查看目标物的尺寸和形状。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个实施例中提供的声纳工作原理的示意图；

图2是本发明一个实施例中提供的目标图像显示区的示意图；

图3是本发明一个实施例中提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法的流程图；

图4是本发明一个实施例中提供的网格化的目标图像显示区的示意图；

图5是本发明一个实施例中提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了便于介绍本申请的技术方案，本申请中先通过举例对某型高频多波束声纳目标尺寸测量方法的工作原理和实现过程进行举例说明。该声纳的性能指标如下：

探测距离：300米；

水平开角：30度；

水平波束数：400个；

距离分辨率：每米64个点；

方位分辨率(波束开角)：0.075度；

盲区：24米；

目标图像显示区大小：400×400(像素)。目标图像显示区大小可以根据实际需要选定，要求目标图像显示区水平向的像素点数不少于声纳的水平波束数，目标图像显示区垂直向的像素点数不少于水平向的像素点数。

如图1所示，其是本申请一个实施例中提供的声纳工作原理的示意图，该声纳在30度的扇形探测区域内分布有400个波束，每个波束宽度为0.075度，取一个宽200cm高50cm的物体，用相同姿态放入声纳探测区域内100m、200m、280m三个距离点，可以发现在不同距离点上物体被照射到的波束数不同，距离越远，被照射到的波束数就越少。

一般的，某一尺寸的物体在不同距离上能被声纳照射到的波束数n可以用以下公式(1)表达：

I：物体被照射到的最大水平宽度(单位米)，本例中为2；

r：物体与声纳换能器间的距离(单位米)，本例中分别为100、200、280；

θ：每个波束宽度(弧度)，本例中为0.075×pi/180；

pi：表示圆周率。

由公式(1)可知当I和θ确定时，物体被照射到的波束数与物体的距离成反比。物体单位宽度被照射到的波束数可理解为目标的水平分辨率。目标水平分辨率m可表达为公式(2)：

在本例中水平分辨率m可表达为：

已知物体距离向的分辨率固定为每米64个点，这里的物体距离向即声纳至物体之间的距离所对应的方向，也可以将物体距离向称为垂直距离向。物体距离向上的分辨率称为距离分辨率。

为了便于分析，将不同距离下水平分辨率与距离分辨率的对比列表如下表1所示：

表1

本例中目标图像显示区是一个400×400像素的正方形区域，如图2所示，水平向表示水平分辨率，垂直向表示距离分辨率，只有当水平向的分辨率和垂直向的分辨率相同时，目标图像才能不失真。

从表1可知，水平向分辨率总是小于垂直向分辨率，假如有办法使两个方向上的分辨率达到一致就能实现目标图像不失真显示的目的。

为了使水平向分辨率和垂直向分辨率相同，有如下两种常用的方法：

a)通过对水平向插值增加水平向的分辨率；

该方法通过插值算法，将水平向的分辨率提升到与垂直向的分辨率一致，对提高目标总体分辨率有帮助。

b)通过对垂直向压缩减少垂直向分辨率。

该方法通过压缩算法，将垂直向的分辨率降低到与水平向分辨率一致，会损失目标总体分辨率。

为了保证目标总体分辨率，应优先选用方法a，使用插值的方式提高水平向分辨率。但是从表1可以发现，随着目标距离的增大，水平向分辨率逐渐降低，在最大距离300米的时候水平向分辨率降到了2.5点/米。由此可知，使用插值方法面临两个问题：

a)不同距离点对应的水平分辨率均不同，这就意味每个距离点都要使用一种不同的插值算法，不利于工程化实现；

b)插值算法依赖水平向样本波束的数量，当水平向样本波束数量过少时插值结果会失真。

为了便于工程化实现，应限制插值算法的数量；为了防止水平向样本波束过少导致插值结果失真，应配合使用压缩垂直向分辨率的方法使水平向和垂直向分辨率达到一致。

经本申请的研发人员大量的测试、编程和试验研究，得到表2所示的便于工程化实现的目标距离与插值、压缩算法对应表，这里的目标距离即为目标物距声纳之间的距离。

表2

根据表2的对应关系，只需得到目标距离就可选择对应的插值或压缩算法，使目标图像显示区的水平向和垂直向分辨率达到一致。

比如，本例中目标图像显示区大小为400×400，按照表2的对应插值关系可知，水平波束数共取了三种样本值：200个波束(1点插1点)、100个波束(1点插3点)和50个波束(1点插7点)。

将公式(1)变形可得：l＝n×r×θ。

根据目标距离和波束数可以求得当前距离下目标图像显示区水平向或垂直向400个像素所代表的距离，从而得到目标图像分辨率，显示软件将目标图像分辨率可视化(网格化)，每个网格代表的距离可根据实际情况调节，操作员根据目标所占据的网格数快速得到目标的尺寸。下面结合图3以及图2和图4对本申请提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法进行举例说明。

请参见图3所示，其是本申请一个实施例中提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法的流程图，该高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法包括如下步骤：

步骤301，对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据；

声纳发射高频多波束声信号之后，遇到障碍物会产生回波信号，利用换能器则可以采集到这些回波信号，对采集到的回波信号进行预成多波束处理得到波束域数据属于本领域技术人员可以实现的现有技术，这里就不再赘述。

得到波束域数据一般为p×q的阵列，比如：

其中，阵列中的第i行第j列的数据R_ij表示第j个波束的第i个回波点，q为声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数。

比如，本例中声纳发送的波束的数量q为400个，探测距离为300米时，则300米内的回波点数p为19200(即300*64)。

步骤302，确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

在一种可选的实现方式中，确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置时，可以包括如下步骤：

a1，利用采集到的回波信号显示声纳图像，声纳图像中包括声纳探测到的目标物；

a2，获取声纳图像中被选中的目标物，确定目标物的目标距离以及所在波束位置。

用户可以根据现实的声纳图像选中某个目标物，比如利用鼠标、键盘或者触屏形式选中某个目标物，此时显示设备则可以根据用户的操作获取到声纳图像中被选中的目标物。

将目标物与声纳之间的距离作为该目标物的目标距离，另外，还可以根据目标物在声纳图像中的位置，确定目标物所在的波束位置。

步骤303，根据目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

在一种可能的实现方式中，根据目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I时，可以包括如下步骤：

b1，根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与目标距离对应的插值算法，根据插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

这里预存的目标距离与插值算法、压缩算法的对应关系可以参见表2所示，本实施例中目标图像显示区大小为400×400，通过目标距离得出当前应选用的波束数n(n可为200、100或50)作为水平向样本数。

举例来讲，目标距离为48米，水平分辨率为16点，对应的插值算法为“1点插3点”，其对应的波束数则为100个波束，这样，则可以将100个波束数作为水平向样本数。

b2，根据n计算目标物在目标图像显示区水平向应显示的距离I；

根据l＝n×r×θ，算出目标水平向应显示的距离l米。

b3，将I确定为目标物在目标图像显示区垂直向应显示的距离。

由水平向和垂直向分辨率应一致的要求，可得出垂直向应显示的距离也为l米。

步骤304，在波束域数据中以目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，s为垂直向每米的回波点数；

当距离向分辨率固定为每米64点时，s的取值为64，距离向应该以目标为中心取64×l个回波点。

步骤305，在sI大于目标图像显示区的垂直向像素点数时，对选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为目标图像显示区的垂直向像素点数；

如果64×l超过400，则对所获取数据块的垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为400。

数据压缩算法种类很多，不是本文讨论的重点，下面附上本例使用的压缩算法源代码供参考。

压缩算法源代码：

srcbuf：为需要进行数据压缩的数据源；

dstbuf：为压缩后的数据；

srcpoints：为压缩前的点数；

gcd()：求最大公约数的函数；

该函数的功能是将srcbuf中的srcpoints个点压缩成400个点，并存入dstbuf中。

步骤306，根据插值算法对选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为目标图像显示区的水平向像素点数。

根据表2的规定，选用合适的插值算法对水平向数据进行插值处理，使水平向的回波点数为400。

插值算法种类很多，为本领域普通技术人员可以实现的技术，下面仅附上本例使用的三种插值算法源代码供参考。

一、1点插1点的插值算法的源代码

srcbuf：为需要进行插值的数据源；

dstbuf：为插值后的数据；

该函数的功能是将srcbuf中的200个波束复写成400个波束存入dstbuf中。

二：1点插3点的插值算法的源代码：

srcbuf：为需要进行插值的数据源；

dstbuf：为插值后的数据；

该函数的功能是将srcbuf中的100个波束插值成400个波束存入dstbuf中。

三、1点插7点的插值算法的源代码

srcbuf：为需要进行插值的数据源；

dstbuf：为插值后的数据；

该函数的功能是将srcbuf中的50个波束插值成400个波束存入dstbuf中。

为了便于操作人员对目标物尺寸的查看，在插值处理和压缩处理之后，将处理后的数据块显示在目标图像显示区，比如，可以将400×400的回波点数，用256色伪彩的方式显示到400×400像素点的目标图像显示区，该功能与声纳图像显示方式类似，不是本文讨论的重点，在此不作论述。

进一步的，还可以在目标图像显示区显示网格。可选的，在目标图像显示区显示网格时，包括：接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在目标图像显示区显示网格，每个网格用于指示预定距离。网格化后的目标图像显示区示意图如图4所示，可测量出图中目标宽2m，高0.5m。

通过在确定接收到测量指令后，显示网格，避免直接显示网格对操作人员的影响；每个网格用于指示预定距离，便于操作人员根据网格数判定目标物的尺寸。

本申请提供的方法可应用于方位分辨率不大于0.1度，最大探测距离不高于300米的高频多波束声纳。根据高频多波束声纳实际的水平开角、距离分辨率、方位分辨率以及目标图像显示区大小，调整表2的对应关系，即可应用本方法。

综上所述，本申请提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法，通过对高频多波束声纳的目标图像进行水平向和距离向的等比例放大，还原了目标的原有形状，解决了现有高频多波束声纳目标图像放大后变形的问题，提高了高频多波束声纳目标分类的正确率和探测效率。

另外，由于目标物的水平向分辨率通常小于距离向的分辨率，且不同目标距离对应的水平向分辨率不同，通过预存的对应关系确定与目标距离对应的插值算法，以保证选取的水平样本波束数符合在该目标距离下的目标物，尽可能地降低目标图像的失真率；其次，将垂直向应显示的距离设置为与水平向应显示的距离相同，以保证目标物水平向和垂直向分辨率一致，进而保证目标图像不失真。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

请参见图5所示，其是本发明一个实施例中提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量装置的结构示意图，该装置通过软件、硬件或软硬件结合的方式实现图3所示的方法。该装置可以包括：获取模块510、第一确定模块520、第二确定模块530、选取模块540、压缩模块550和插值模块560。

获取模块510可以用于对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据，波束域数据为p×q的阵列，阵列中的第i行第j列的数据表示第j个波束的第i个回波点，q为声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数；

第一确定模块520可以用于确定声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

第二确定模块530可以用于根据第一确定模块520得到的目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

选取模块540可以用于在获取模块510获取的波束域数据中以目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，s为垂直向每米的回波点数；

压缩模块550可以用于在sI大于目标图像显示区的垂直向像素点数时，对选取模块540选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为目标图像显示区的垂直向像素点数；

插值模块560可以用于根据插值算法560对选取模块540选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为目标图像显示区的水平向像素点数。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块530可以包括：第一确定子模块和计算子模块。

第一确定子模块可以用于根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与目标距离对应的插值算法，根据插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

计算子模块可以用于根据第一确定子模块确定出的n计算目标物在目标图像显示区水平向应显示的距离I；

第二确定子模块，将计算子模块计算出的I确定为目标物在目标图像显示区垂直向应显示的距离。

在另一种可能的实现方式中，该装置还可以包括：第一显示模块和第二显示模块。

第一显示模块用于将压缩模块压缩处理和插值模块插值处理后的数据块显示至目标图像显示区；

第二显示模块用于在目标图像显示区显示网格。

在另一种可能的实现方式中，第二显示模块还可以用于：接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在目标图像显示区显示网格，每个网格用于指示预定距离。

在另一种可能的实现方式中，第一确定模块可以包括：显示子模块和第三确定子模块。

显示子模块可以用于利用采集到的回波信号显示声纳图像，声纳图像中包括声纳探测到的目标物；

第三确定子模块可以用于获取声纳图像中被选中的目标物，确定目标物的目标距离以及所在波束位置。

综上所述，本申请提供的高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量装置，通过对高频多波束声纳的目标图像进行水平向和距离向的等比例放大，还原了目标的原有形状，解决了现有高频多波束声纳目标图像放大后变形的问题，提高了高频多波束声纳目标分类的正确率和探测效率。

另外，由于目标物的水平向分辨率通常小于距离向的分辨率，且不同目标距离对应的水平向分辨率不同，通过预存的对应关系确定与目标距离对应的插值算法，以保证选取的水平样本波束数符合在该目标距离下的目标物，尽可能地降低目标图像的失真率；其次，将垂直向应显示的距离设置为与水平向应显示的距离相同，以保证目标物水平向和垂直向分辨率一致，进而保证目标图像不失真。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量方法，其特征在于，所述方法包括：

对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据，所述波束域数据为p×q的阵列，所述阵列中的第i行第j列的数据表示第j个波束的第i个回波点，q为所述声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数；

确定所述声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

根据所述目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

在所述波束域数据中以所述目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，所述s为垂直向每米的回波点数；

在所述sI大于所述目标图像显示区的垂直向像素点数时，对选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为所述目标图像显示区的垂直向像素点数；

根据所述插值算法对选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为所述目标图像显示区的水平向像素点数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I，包括：

根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与所述目标距离对应的插值算法，根据所述插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

根据所述n计算所述目标物在所述目标图像显示区水平向应显示的距离I；

将所述I确定为所述目标物在所述目标图像显示区内垂直向应显示的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将压缩处理和插值处理后的数据块显示至所述目标图像显示区内；

在所述目标图像显示区显示网格。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述目标图像显示区显示网格，包括：

接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在所述目标图像显示区内显示网格，每个网格用于指示预定距离。

5.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置，包括：

利用采集到的回波信号显示声纳图像，所述声纳图像中包括所述声纳探测到的目标物；

获取所述声纳图像中被选中的目标物，确定所述目标物的目标距离以及所在波束位置。

6.一种高频多波束声纳所探测目标物的尺寸测量装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于对声纳发射的多波束声信号的回波进行采集，利用采集到的回波信号进行预成多波束处理，得到波束域数据，所述波束域数据为p×q的阵列，所述阵列中的第i行第j列的数据表示第j个波束的第i个回波点，q为所述声纳形成的波束数量，p为指定探测距离对应的回波点数；

第一确定模块，用于确定所述声纳探测到的指定目标物的目标距离以及所在波束位置；

第二确定模块，用于根据所述第一确定模块得到的所述目标距离确定水平样本波束数n、水平向和垂直向应显示的距离I；

选取模块，用于在所述获取模块获取的所述波束域数据中以所述目标物所在波束位置为中心，选取sl×n个回波点的数据块，所述s为垂直向每米的回波点数；

压缩模块，用于在所述sI大于所述目标图像显示区的垂直向像素点数时，对所述选取模块选取的数据块中垂直向数据进行压缩处理，使垂直向回波点数为所述目标图像显示区的垂直向像素点数；

插值模块，用于根据所述插值算法对所述选取模块选取的数据块中水平向数据进行插值处理，使水平向回波点数为所述目标图像显示区的水平向像素点数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：

第一确定子模块，用于根据预存的目标距离与插值算法的对应关系，确定与所述目标距离对应的插值算法，根据所述插值算法以及目标图像显示区的水平向像素点数确定水平样本波束数n；

计算子模块，用于根据所述第一确定子模块确定出的所述n计算所述目标物在所述目标图像显示区水平向应显示的距离I；

第二确定子模块，将所述计算子模块计算出的所述I确定为所述目标物在所述目标图像显示区垂直向应显示的距离。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一显示模块，用于将所述压缩模块压缩处理和所述插值模块插值处理后的数据块显示至所述目标图像显示区；

第二显示模块，用于在所述目标图像显示区显示网格。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二显示模块，还用于：

接收用于指示需要测量尺寸的测量指令，在所述目标图像显示区内显示网格，每个网格用于指示预定距离。

10.根据权利要求6至9中任一所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：

显示子模块，用于利用采集到的回波信号显示声纳图像，所述声纳图像中包括所述声纳探测到的目标物；

第三确定子模块，用于获取所述声纳图像中被选中的目标物，确定所述目标物的目标距离以及所在波束位置。