[发明专利]核电厂水下安保入侵目标的监测方法

权利要求书

1.一种核电厂水下安保入侵目标的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过声纳监测设备进行核电厂水下安保入侵目标的监测，并得到威胁目标的声学监测密度σ₁；

2)通过光学成像设备进行核电厂水下安保入侵目标的监测，并得到威胁目标的光学监测密度σ₂；

3)对步骤1)的声学监测密度σ₁和步骤2)的光学监测密度σ₂进行数据融合，得到威胁目标的重构模型ρ；

4)结合步骤3)中的重构模型以及空间信息，计算水下安保入侵目标的入侵强度。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，步骤1)中的声学监测密度σ₁根据如下公式进行计算：

式中，声学监测密度σ₁为监测范围内目标的统计值，单位为ind./m³；

V为声纳监测范围内的海水体积；

N为将声纳的监测范围进行分割的球面切片的数量；

M为由N个球面切片所围成的分片水体的数量；

M、N的取值根据监测对象的Max(直径，高度)确定得到；

C_i为各球面切片水下安保入侵目标数量投影到各球面切片上的灰度图像值。

3.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，式(1)中式(1)简化为下式：

4.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，式(1)中C_i根据如下公式计算得到：

式中，A为对应的球面切片。

5.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，步骤2)中的光学监测密度σ₂的计算包括如下步骤：

①设水下安保入侵目标光学监测的灰度图像为f(x,y)，水平梯度为F_x，垂直梯度为F_y，其中灰度图像、水平梯度、垂直梯度的尺度均为m×n；

②计算灰度图像f(x,y)的水平梯度F_x与垂直梯度F_y；

③设原始图像f(x,y)的梯度算子的模长为引入阈值δ来表征海水背景环境，且δ＞0，将原始水下安保入侵目标监测灰度图像f(x,y)中梯度的模上的点进行标记为1，并看作是监测区域生物量的边界点，从而得到将原始图像中梯度模大于阈值δ的点标记为1的二值图像f₁(x,y)；

④对锐化后的图像f₁(x,y)采用Canny算子进行边缘检测得到图像f₂(x,y)；

⑤利用形态学理论闭运算对二值图像进行闭合运算，形成图像f₃(x,y)，再对f₃(x,y)利用形态学膨胀运算进行孔洞的填充，得到图像记为f₄(x,y)；

⑥利用f₄(x,y)中水下安保入侵目标像素个数除以图像的总像素个数，计算水下安保入侵目标在图像中的占比，得到监测范围内光学监测范围内核电厂水下安保入侵目标的光学监测密度，即：σ₂＝f₄(x,y)/f(x,y)。

6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤②中计算灰度图像f(x,y)的水平梯度F_x包括如下步骤：设x表示任意行，F_x的第一列元素由原图像f(x,2)-f(x,1)获得，最后一列(第n列)由原图像f(x,n)-f(x,n-1)获得，第2到第n-1列由算式计算得出，其中i＝2,3,…,n-1。

7.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤④中的边缘检测包括如下步骤：先用高斯滤波器对图像进行平滑处理，从而计算出滤波后图像的模长与方向，之后找出图像梯度的局部极大值点，并把其它非局部极大值点置零，从而得到监测图像细化的边缘，最后用双阈值法检测图像并且对不连续的边缘进行处理，使边缘连续。