论文阅读笔记_002 Improving shallow water multibeam target detection at low grazing angles
作者：互联网
论文阅读笔记_002 Improving shallow water multibeam target detection at low grazing angles
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本文是论文阅读笔记_001 Micro-Bathymetry Data Acquisition for 3D Reconstruction of Objects on the sea floor的拓展阅读，详细介绍了BDI (Bearing Direction Indicator)方法的原理。
1 论文来源
作者是 Douglas Luiz da Silva Pereira and John E. Hughes Clarke ，受巴西海军资助 ，本文发表于2015年 US Hydrographic Conference。
D. L. d. S. Pereira and John E. Hughes Clarke, “Improving shallow water multibeam target detection at low grazing angles:,” in US Hydrographic Conference, 2015.
2 研究目的
大部分多波束声呐在入射角小于60°时，可以实现国际水文组织（International Hydrographic Organization, IHO）级别的多波束目标检测要求。随着入射角度的增大，一般来所掠射角会减小，相应波束的波束脚印也会增大，从而会使声呐的分辨率下降。为了解决此问题，现有的做法是通过硬件改动将外围的波束阵列布置的更加密集。本文中作者从算法的角度给出了保证小掠射角时声呐成像精度的解决方案。
掠射角定义如下图所示：
3 主要内容
相较于上一篇文章，这一篇文章对WMT(weighted mean time)、BDI(bearing direction indicatior)、PD(phase detection)三种方法进行了较为详细的描述。根据这些描述我现在的理解是这样的：
WMT方法
原文是：Given the echo Direction Of Arrival (DOA) implicitly assumed to be the maximum response axis of the steered beam。我的理解是WMT方法假设回波最强的方向和波束的入射方向是相同的。也就是说通过在对应位置上换能器对时间进行采样记录回波强度，会有一段时间的回波强度超出设定的阈值。通过加权平均可以得到回波时间（time of arrival,TOA)。
由此得到该波束测量到的距离。由于假设条件（回波最强的方向和波束的入射方向是相同的）一般在掠射角趋近于90°时才成立，所以WMT方法在小掠射角的情况下不适用。
BDI方法
WMT方法是假设DOA已知，BDI方法则正好相反。它是通过给定回波响应时间(TOA),计算回波到达方向(DOA)。假设某型多波束声呐有256个波束，在\(t_x\)时刻会记录到256个回波强度\(\{i_1,i_2,...,i_{256}\}\)，对这256个值进行曲线拟合，曲线上回波强度最大的角度即为回波到达方向(DOA)。然而这里还有一个问题我没想明白：
- 回波相应时间\(t_x\)是如何给定的？
扫描所有时间片，选取回波强度最大的时间片
PD方法
对波束内的每一个时间样本，进行相位差计算。假设信号来自波束轴，则相位差为0的时刻为TOA。（这个我也不是很理解）
之后，论文讲的就是作者对BDI方法的改进细节，如：曲线的拟合、声波强度的阈值设定、以及实验对比结果了。这里就不再详细描述了。
标签：target,BDI,WMT,detection,angles,回波,波束,方法 来源： https://www.cnblogs.com/mosquitoam/p/14449902.html