[发明专利]一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置

说明书

本发明提供了一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置，包括：阵列式声波接收模块，接收来自检查对象的声波信号；信号去噪模块对声波信号进行去噪处理，得到声波信息；声学成像模块对检查对象物的状态成像的图像进行合成处理，生成三维声学成像数据；成像数据分析模块对三维声学成像数据进行分析，并根据分析结果生成分析数据；显示模块将三维声学成像数据和分析数据并同步显示。通过本发明提供的一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置，能够解决现有三维声学成像装置中，难以根据声波信号对三维声学成像数据进行实时计算或分析的难题。

技术领域

本发明涉及三维声学成像技术领域，特别涉及一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置。

背景技术

声学成像(acoustic imaging)是基于传声器阵列测量技术，声成像的研究开始于20世纪20年代末期。最早使用的方法是液面形变法。随后，很多种声成像方法相继出现，至70年代已形成一些较为成熟的方法，并有了大量的商品化产品。声成像方法可分为主动声成像、扫描声成像和声全息。通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图－声像图，其中以图像的颜色和亮度代表声音的强弱。

通过声学成像技术可以为用户提供快速、准确的噪声分布图，可以进行稳态的、非稳态的、静止的和移动物体的噪声图像，已经成功应用于通过噪声，车内3D噪声分布，零部件噪声分布等多个领域。

但是，目前国际上只有英国CodaOctopus公司成功研制出相控阵三维声学成像产品，并且该产品难以根据声波信号对三维声学成像数据进行实时计算或分析。

发明内容

本发明提供一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置，用以解决现有三维声学成像装置中，难以根据声波信号对三维声学成像数据进行实时计算或分析的难题。

本发明提供一种基于嵌入式处理器的三维声学成像实时信号处理装置，包括：

阵列式声波接收模块，该模块上呈矩阵状排列有多个声波信号接收口，用于接收来自检查对象的声波信号；

信号去噪模块，用于对所述声波信号进行去噪处理，得到声波信息；

声学成像模块，用于根据矩阵状排列的多个所述声波信号接收口所接收的所述声波信息的空间排列配置，对检查对象物的状态成像的图像进行合成处理，生成三维声学成像数据；

成像数据分析模块，用于对所述三维声学成像数据进行分析，并根据分析结果生成分析数据；

显示模块，用于将所述三维声学成像数据和所述分析数据同步显示。

优选的，所述信号去噪模块执行以下步骤：

步骤S100、将每帧所述声波信号转换为矩阵阵列坐标系下的点云数据；

步骤S101、针对所述点云数据中的某个数据点，确定该数据点对应邻域多个数据点的加权系数；

步骤S102、根据所述加权系数，确定对应邻域的权值中心点；

步骤S103、根据所述权值中心点和对应邻域多个数据点的加权系数获得协方差矩阵，并根据协方差矩阵得到对应邻域中所有数据点的数据平面方向及法向量；

步骤S104、将所述权值中心点沿所述数据平面的法向量方向进行偏转，偏转量为对应领域中所有数据点与所述权值中心点的距离在所述数据平面的法向量方向上的投影长度；

步骤S105、将偏转后的所述权值中心点沿所述数据平面方向移动得到数据拟合点，移动距离为该数据点到偏移后的所述权值中心点的距离在所述数据平面上的投影长度；

步骤S106、用所述数据拟合点将该数据点进行替换；