张镪 张建生 马元魁

摘 要：本文依据船舶尾流产生的感应磁场模型，以新巴拿马船型为例，在一定的航行条件下，应用MATLAB软件，得到了尾流感应磁场仿真图像和灰度图像，并对此图像进行了直方图处理和边缘检測处理。通过对该图像的处理分析，得到如下结论：随着船舶航行距离增加，感应磁场逐渐减小，同时呈现出周期性的变化，感应磁场的范围逐渐变宽。用Canny算子检测尾流感应磁场仿真图像能够检测到清晰的弱边缘，不容易受到噪声干扰。

关键词：尾流;感应磁场;图像处理;Canny算子

中图分类号：U661.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）16-0024-05

Abstract： Based on the induced magnetic field model generated by the wake of the ship， the new Panamanian ship type was taken as an example. Under certain navigation conditions， the MATLAB software was used to obtain the wake-induced magnetic field simulation image and gray image， and the image was histogram， processing and edge detection processing. Through processing and analysis of the image， the following conclusions were drawn： with the increase of the ship's navigation distance， the induced magnetic field decreased gradually， while showing periodic changes， and the range of the induced magnetic field becomed wider gradually. Using the Canny operator to detect the wake-induced magnetic field simulation image can detect clear weak edges and is not susceptible to noise interference.

Keywords： wake;induced magnetic field;image processing;Canny operator

船舶在航行过程中，由于螺旋桨旋转而产生空化作用，同时，由于海面的波浪破碎以及从吃水线部分卷入大量空气，从而在舰船尾部的海水中形成一条含有大量气泡的气泡幕带，这个气泡幕带即为尾流[1]。而尾流的感应磁场作为船舶尾流的重要物理特性之一，在海洋探测、跟踪和反侦察等领域中具有非常重要的地位[2，3]。

本文将应用MATLAB软件对尾流感应磁场仿真图像进行处理研究，获取船舶在海水航行过程中尾流的感应磁场特性，更加深入地探究船舶在海水航行过程中尾流感应磁场的变化趋势。

1 获取尾流感应磁场仿真图像

船舶在航行过程中所产生的感应磁场满足麦克斯韦方程组：

[?×E=-μ?H?t?×H=J+σE+ε?E?t]                       （1）

其中，[E]表示电场强度;[H]表示磁场强度;[μ]表示磁导率;[ε]表示介电常数。

海水中电流密度可以近似地表示为：

（2）

其中，[BE]表示地磁场强度;[U]表示船体的航行速度;[θ]表示[x]轴与波传播方向的夹角;[k]表示与[x]轴[θ]方向传播的表面波分量的波数，其可通过式（3）计算得出。……