[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

说明书

本发明公开了一种边界热交换约束下的江底隧道遥感探测定位方法，应用于热物理学、遥感和模式识别的交叉领域，所述方法包括：分析得出水下目标边界热交换约束模型；江河中水下隧道边界热交换约束模型仿真，由仿真结果验证边界热交换约束条件；以待识别红外图像为例，图像预处理并粗略确定疑似水下目标区域以及水下目标精确定位。本发明实现了目标在江河环境中边界热交换约束仿真建模，通过边界热交换约束条件实现了水下目标的精确反演，从而实现检测定位水下目标。

技术领域

本发明属于热物理学、遥感和模式识别的交叉领域，更具体地，涉及一种边界热交换约束下的江底隧道遥感探测定位方法。

背景技术

江河海洋环境中存在大量的水下目标，如水下隧道、海洋中的潜艇、水下沉船和水下鱼群等。这些水下目标不论是在军事上还是经济上都极为重要，所以如何准确地探测定位水下目标的位置有着重大的意义。红外遥感探测水下资源和环境，服务于水下隧道、水下潜艇、海洋及海底资源开发和海底火山及热泉探查。传统的探测方法需要投入大量的人力、物力和财力，不适合对水下目标的大范围探测。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种边界热交换约束下的江底隧道遥感探测定位方法，由此解决现有探测方法不适合对水下目标进行大范围探测的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种边界热交换约束下的水下目标遥感探测定位方法，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。

优选地，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目标体辐射场，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。

优选地，步骤(3)包括：

(3.1)去掉待识别红外图像中的干扰信息得到预处理图像；

(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，从而确定存在水下待识别目标的区域。

优选地，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；