[发明专利]一种实现矩形扫描的图像声纳系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下高频图像声纳系统和实现方法，适合用于水下图像扫 描、水下安防、水下监控，具体是指一种实现矩形扫描的图像声纳系统和方法。

背景技术

目前各种图像声纳系统广泛用于水下声学图像扫描，水下安防，水下监控等 众多领域。传统的图像声纳系统都采用单波束或多波束扫描，根据目标的回波信 号完成目标的声学成像，如侧扫、前视、多波束及三维声纳都是以发射换能器为 中心向外发射声脉冲，接收基阵以一定的波束角接收目标回波信号。因此，传统 的图像声纳系统的扫描范围是一个扇形区域，扫描盲区大且容易存在“声影区”， 容易丢失目标，同时系统扩展能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现矩形扫描的图像声纳系统和方法，它可以实现 一个矩形的扫描范围，并且扫描范围内无“声影区”，同时可以根据使用需要扩 展扫描区域。

本发明要解决的是现有图像声纳系统的扫描范围是扇形，容易丢失目标和系 统扩展能力差的问题。

为实现本发明的目的，本发明所述的实现矩形扫描的图像声纳系统包括：

它包括水上综合处理机、声纳头、数据传输链路、电缆和声纳头安装机构； 声纳头通过数据传输链路、电缆连接到水上综合处理机，声纳头安装于声纳头安 装机构上。

本发明所述的系统的实现方法包括如下步骤：

1)水上综合处理机通过数据传输链路将下行指令，了、包括工作参数、控 制信号传到声纳头，控制各声纳头的工作状态，相邻的声纳头采用分时工作方式， 避免相互干扰；同时通过电缆给声纳头供电；水上综合处理机对每个声纳头设有 独立的地址；

2)水上综合处理机通过数据传输链路接收水下多套图像声纳头采集的数据 包，完成单个声学信号和声学图像处理，并根据声纳头姿态数据、声纳头地址和 安装位置的对应关系，将所有单个声纳头的图像进行综合图像合成，显示整个扫 描到的图像；整个图像进行了拼图处理，将有重叠的声纳头数据进行裁剪，获取 质量较好的图像数据，再将裁剪后的图像进行拼图并显示，形成完整的扫描图像；

本发明的优点是：一是本发明在使用中可以根据需要选择水下图像声纳头的 数量，以满足不同使用条件下的分辨率、作用距离和盲区的要求，系统使用灵活 性高、可扩展能力强。二是本发明采用了多组单波束图像声纳头配合工作，实现 对扫描区域的无盲区扫描。三是近似矩形的扫描区域与传统的扇形扫描区域相 比，具有盲区小和无“声影区”等特征。

附图说明

图1是本发明组成示意图。

图2是本发明水上综合处理机组成框图。

图3是本发明声纳头组成框图。

图4是本发明数据传输链路示意图。

图5是本发明安装机构示意图。

图6是本发明图像扫描区域示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，本发明所述的实现矩形扫描的图像声纳系统，它包括水上综合处 理机5、声纳头2、数据传输链路3、电缆4和声纳头安装机构2；水下图像声纳 头2通过数据传输链路3、电缆4连接到水上综合处理机5，水下图像声纳头2 安装于声纳头安装机构1上。

水上综合处理机5包括数据接口6、信号处理机7、图像处理机8和供电设 备9，信号处理机7上连接有数据接口、图像处理机8和供电设备9；水下图像 声纳头2通过数据接口6与信号处理机7连接，水下图像声纳头上2还接有供电 设备9。水上综合处理机5用于实现GPS定位、数据处理、三维图像处理、显示、 及对水下声纳头的控制。

信号处理机7包括人机接口10、数据处理及控制单元11和GPS设备12，数 据处理及控制单元11上连接有人机接口10和GPS设备12；图像处理机8包括 图像处理单元13和显示设备14；显示设备14连接在图像处理单元13上；供电 设备9包括电源15和电源控制单元16，电源15和电源控制单元16连接。

数据处理及控制单元11的功能是接收数据接口6和GPS设备12传输过来的 数据，并对数据进行信号处理及通过指令控制声纳头2的工作状态。

图像处理单元13的功能是接收数据处理及控制单元11的数据，将声学数据 转换成图像数据，并对图像数据进行处理并通过显示设备14显示出来。