[发明专利]一种边界热交换约束下的江底隧道遥感探测定位方法

权利要求书

1.一种边界热交换约束下的江底隧道遥感探测定位方法，其特征在于，包括：

(1)根据水体与土壤之间的热交换关系，确定水下待识别目标的边界热交换约束模型；

(2)由对水下待识别目标的边界热交换约束模型的仿真结果，验证水体与边界的热交换约束条件；

(3)根据待识别红外图像中的中频部分以及水体与边界的热交换约束条件，确定疑似水下目标区域；

(4)从待识别红外图像中截取出疑似水下目标区域，并对截取出的疑似水下目标区域进行反卷积操作得到待识别目标的最终位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水下待识别目标的边界热交换约束模型为：

F(E_BT(x,y,z,t))＝F(E_B(x,y,z,t))+F(E_T(x,y,z,t))+F(E_s(x,y,z,t))+F(E_δ(x,y,z,t))，其中，(x,y,z,t)表示空间坐标(x,y,z)和时间t的复合，E_BT(x,y,z,t)表示待识别目标在时刻t的背景辐射场，E_B(x,y,z,t)表示时刻t的水体背景辐射场，E_T(x,y,z,t)表示时刻t的被多重介质体畸变了的待识别目标辐射场，E_s(x,y,z,t)表示时刻t的大气和水体交换的辐射量，E_δ(x,y,z,t)表示时刻t的水体与边界土壤接触面交换的辐射量，F表示傅里叶变换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：

(3.1)去掉待识别红外图像中的低频部分和高频部分，得到预处理图像，所述预处理图像保留中频部分；

(3.2)对预处理图像进行分块，并对分块后的图像进行聚类，得到有目标图像区域与无目标图像区域；

(3.3)通过聚类后的结果，根据水下目标边界热交换约束条件，确定疑似水下目标区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3.2)包括：

(3.2.1)将预处理图像分成s个图像块b₁,b₂,b₃,...,b_s，每个图像块的大小均为M*M；

(3.2.2)对于任意图像块b_i，由得到图像块b_i的距离比，并将V_i最小时对应的图像块b_i作为第一个聚类，并设类的序号q＝1，其中，d(b_i,b_j)表示图像块b_i与图像块b_j之间的距离，d(b_l,b_j)表示图像块b_l与图像块b_j之间的距离；

(3.2.3)若q＝1或2，则将图像块b_i分配到离图像块b_i最近的类，并在分配之后，由计算该类的所有图像块b_j的中心点m，用中心点m对应的图像块更新该类的聚类中心，N表示该类的样本数，b_j表示该类的第j个图像块；

(3.2.4)将类的序号q加1，若q＞2，则结束，否则执行步骤(3.2.5)；

(3.2.5)选择下一个类的最佳初始中心点对应的图像块b_i，并执行步骤(3.2.3)，其中，最佳初始中心点对应的图像块为使最小的点对应的图像块，其中，d(b_i,m_j)表示图像块b_i与聚类中心m_j之间的距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括：

(4.1)从待识别红外图像中截取出疑似水下目标区域；

(4.2)由

确定反卷积核函数，其中，x'＝xcosθ+ysinθ，y'＝-xsinθ+ycosθ，λ为波长，θ为方向，为相位偏移，γ为长宽比，σ为高斯因子的标准差，(x,y)表示像素的行列坐标，i表示复数；

(4.3)由反卷积核函数对截取出的疑似水下目标区域进行反卷积操作得到待识别目标的最终位置。