跡點的位置信息。
[0036]上述步驟3)的實現(xiàn)可采用Douglas-Peucker算法。Douglas-Peucker算法是一種抽稀算法。抽稀的含義是在數(shù)字化過程中，需要對曲線進行采樣簡化，即在曲線上取有限個點，將其變?yōu)檎劬€，并且能夠在一定程度上保持原有的形狀。
[0037]—般的Douglas-Peucker算法利用遞歸(迭代)的思想,取一段曲線的首尾兩點連成直線，判斷曲線上各點到直線的距離，如果最大距離小于閾值，則用首尾兩點來代替直線，如果最大距離大于閾值，則利用最大距離對應(yīng)的曲線點將曲線分為兩段，對每段曲線繼續(xù)使用上述判斷方法。如圖2所示，利用Douglas-Peucker算法將曲線AB進行抽稀后，得到了 6個抽稀點，即最終可以用折線ADCEFB來取代曲線AB。而本發(fā)明對一般的Douglas-Peucker算法進行了改進，主要是利用堆棧的思想來實現(xiàn)，而不使用上述遞歸迭代的方法。因為遞歸迭代的方法雖然易于理解和實現(xiàn)，但是在數(shù)據(jù)量較大時，通常具有較大的不可控性。與遞歸迭代的方法實現(xiàn)相比，運用堆棧的Douglas-Peucker算法可以提高效率、節(jié)省計算時間和消耗的空間。
[0038]在本實施例中，本發(fā)明采用Douglas-Peucker算法對所有航跡點進行抽稀處理的具體步驟包括:
[0039]步驟301)開辟航跡向量空間P，依次存儲步驟2)中獲得的航跡點的位置信息，開辟兩個堆棧A和B用于存儲航跡點的點序號，將始端航跡點P1和末端航跡點Pn的點序號分別存入堆棧A和堆棧B中；如圖3 Ca)中所示，在堆棧A中壓入元素1，堆棧B中壓入元素N,元素I和元素N分別表示始端航跡點P1和末端航跡點Pn的點序號。
[0040]步驟302)如圖3 (b)中所示，從堆棧A中讀取棧頂元素i，并獲取航跡點Pi的位置信息，從堆棧B中讀取棧頂元素j，并獲取航跡點P」的位置信息；
[0041]步驟303)計算航跡向量空間P中Pi到Pj之間各航跡點到直線PiPj的距離，并獲取其中的距離最大值Dk及其對應(yīng)的航跡點Pk ；
[0042]步驟304)比較Dk與抽稀距離閾值Dth大小，如果Dk彡Dth,確定Pi和Pj之間的航跡不能近似為直線，如圖3 (c)中所示，此時將航跡點Pk的點序號k壓入堆棧B中，同時堆棧B的棧頂指針加1，如果Dk < Dth，確定Pi和P」之間的航跡近似為直線，如圖3 Cd)中所示，將航跡點P」的點序號j從堆棧B中刪除并壓入堆棧A中，同時堆棧A的棧頂指針加1，堆棧B的棧頂指針減I ;
[0043]步驟305)重復(fù)執(zhí)行步驟302)至步驟304)，直至堆棧B為空；
[0044]步驟306)依序根據(jù)堆棧A中的每個元素找到對應(yīng)的航跡點，將所有找到的航跡點組成航跡點集，該航跡點集作為抽稀處理后獲得的抽稀點集Q。
[0045]基于上述步驟獲得的抽稀點集Q，判斷其中含有的任意兩個相鄰抽稀點間的距離是否超過設(shè)定的相鄰抽稀點距離閾值，具體步驟包括:
[0046]假設(shè)抽稀點集Q包含M個抽稀點，依次判斷兩個相鄰抽稀點Qi和Qi+1 (i =1,2,...，M-1)之間的實際距離DQi，Qi+1，如果
^Qi, Qi+1〉Dth—Azimuth， 則認為Qi和Qi+1之間的航跡為直航，則抽取該兩個相鄰抽稀點作為兩個端點存入直航段端點集T中，;否則認為Qi和Qi+1之間的距離過小，數(shù)據(jù)量不足以進行直航處理，刪除該兩個相鄰抽稀點。最終獲得的直航段立而點集 Τ, ?兩足 T — {(Qi, Qi+1) I DQi；Qi+1〉Dth—Azimuth}。
[0047]根據(jù)上述步驟獲得的直航段端點集T，獲得其包含的每個端點所對應(yīng)的幀號信息，并根據(jù)該幀號信息從合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中提取直航段數(shù)據(jù)。
[0048]如圖4所示，為本發(fā)明實施例中的一段航跡抽稀處理實例圖。原航跡點的數(shù)量為22378點，抽稀后僅為189點。從該圖中可以看出，在合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中的直航段抽稀點分布稀疏，在轉(zhuǎn)彎段抽稀點分布密集，因此，通過利用本發(fā)明的合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中直航段數(shù)據(jù)的自動提取方法，在一定程度上能夠保持原有航跡曲線的形狀，從而在合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中能夠提取出清晰的直航段數(shù)據(jù)。
[0049]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中直航段數(shù)據(jù)的自動提取方法，其特征在于，所述的自動提取方法包括: 步驟I)設(shè)定抽稀距離閾值及相鄰抽稀點距離閾值； 步驟2)提取合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中每個航跡點的位置信息和幀號信息； 步驟3)依次存儲步驟2)中獲得的航跡點的位置信息，對所有航跡點進行抽稀處理獲得抽稀點，使任意兩個相鄰抽稀點間航跡上的所有航跡點到該兩點間直線的距離均小于步驟I)中設(shè)定的抽稀距離閾值； 步驟4)根據(jù)步驟3)中獲得的抽稀點進一步判斷:如果任意兩個相鄰抽稀點間的距離大于步驟I)中設(shè)定的相鄰抽稀點距離閾值，則抽取該兩個相鄰抽稀點作為兩個端點存入直航段端點集中，否則刪除該兩個相鄰抽稀點； 步驟5)從步驟4)的直航段端點集中獲得每個端點所對應(yīng)的幀號信息，并根據(jù)該幀號信息從合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中提取直航段數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中直航段數(shù)據(jù)的自動提取方法，其特征在于，所述航跡點的位置信息為GPS信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中直航段數(shù)據(jù)的自動提取方法，其特征在于，所述步驟3)采用Douglas-Peucker算法實現(xiàn),具體步驟包括: 步驟301)開辟航跡向量空間P，依次存儲步驟2)中獲得的航跡點的位置信息，開辟兩個堆棧A和B用于存儲航跡點的點序號，將始端航跡點P1和末端航跡點Pn的點序號分別存入堆棧A和堆棧B中； 步驟302)從堆棧A中讀取棧頂元素i，并獲取航跡點Pi的位置信息，從堆棧B中讀取棧頂元素j，并獲取航跡點Pj的位置信息； 步驟303)計算航跡向量空間P中Pi到Pj之間各航跡點到直線PiPj的距離，并獲取其中的距離最大值Dk及其對應(yīng)的航跡點Pk ； 步驟304)比較Dk與抽稀距離閾值Dth大小，如果Dk彡Dth,確定Pi和P」之間的航跡不能近似為直線，此時將航跡點Pk的點序號k壓入堆棧B中，同時堆棧B的棧頂指針加1，如果Dk < Dth，確定Pi和P」之間的航跡近似為直線，將航跡點P」的點序號j從堆棧B中刪除并壓入堆棧A中，同時堆棧A的棧頂指針加1，堆棧B的棧頂指針減I ; 步驟305)重復(fù)執(zhí)行步驟302)至步驟304)，直至堆棧B為空； 步驟306)依序根據(jù)堆棧A中的每個元素找到對應(yīng)的航跡點，將所有找到的航跡點組成航跡點集，該航跡點集作為抽稀處理后獲得的抽稀點集。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中直航段數(shù)據(jù)的自動提取方法，通過采用抽稀算法，對合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中所有航跡點進行抽稀處理獲得抽稀點，使任意兩個相鄰抽稀點間航跡上的所有航跡點到該兩點間直線的距離均小于設(shè)定的抽稀距離閾值，且滿足任意兩個相鄰抽稀點間的距離大于設(shè)定的相鄰抽稀點距離閾值，即在航跡曲線上取有限個航跡點，將其變?yōu)檎劬€，并且能夠在一定程度上保持原有航跡曲線的形狀，從而在合成孔徑聲納數(shù)據(jù)中能夠提取出清晰的直航段數(shù)據(jù)，且利用該抽稀算法能夠自動提取直航段數(shù)據(jù)，不需要人工處理，提高了工作效率、節(jié)省了計算時間。
【IPC分類】G01S7-539, G01S15-89
【公開號】CN104714223
【申請?zhí)枴緾N201310681521
【發(fā)明人】江澤林, 張鵬飛, 劉維, 劉紀元, 張春華
【申請人】中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月12日