[发明专利]一种基于超声相控阵的鱼类生长检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于超声相控阵的鱼类生长检测方法，其特征在于，包括：

获取待测鱼类区域；

根据声波发射阵列对单元区域采用动态聚焦方式进行扫描，通过声波接收阵元接收反射的回波，得到回波信号，所述声波发射阵列由预定数量的压电陶瓷超声换能器按照正方形排列生成，每一个所述压电陶瓷超声换能器都为一个阵元，所述单元区域根据所述待测鱼类区域按照预设格式进行划分获得，所述声波接收阵元为所述声波发射阵列中心阵元的相邻阵元；

将所述回波信号按照信号延时的方式进行叠加后提取包络信号，根据所述包络信号判断包络形状是否聚焦；

判断结果是聚焦时，则记录所述回波返回的时间，将所述时间与速度相乘，得到第一边缘距离和第二边缘距离，所述速度为声波在水中的传播速度，所述第一边缘距离和所述第二边缘距离为被测物在同一方位上的两个边缘与接收阵元之间的距离，所述被测物为鱼类被测物；

根据三角形公式将所述第一边缘距离和所述第二边缘距离进行计算，得到所述单元区域鱼类尺寸，得到所述待测鱼类区域的鱼类尺寸，其中c为被测物同一方位上的尺寸长度，汇总得到所述单元区域鱼类尺寸，a为所述第一边缘距离，b为所述第二边缘距离，cosC为ab边的夹角的余弦值。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声相控阵的鱼类生长检测方法，其特征在于，所述根据声波发射阵列对单元区域采用动态聚焦方式进行扫描，通过声波接收阵元接收反射的回波，得到回波信号，包括：

所述声波发射阵列中阵元分别按照不大于所述回波信号延时的时间进行声波发射，根据所述超声相控阵原理，实现所述声波的偏转和聚焦，依次采用动态聚焦方式对所有单元区域依次扫描，将所述声波发射阵列中心阵元的相邻阵元中的边角阵元作为声波接收阵元，根据所述声波接收阵元接收所述单元区域中被测物反射的回波，得到回波信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声相控阵的鱼类生长检测方法，其特征在于，所述将所述回波信号按照信号延时的方式进行叠加后提取包络信号，根据所述包络信号判断包络形状是否聚焦，包括：

将所述回波信号从所述被测物回到所述声波接收阵元的时间作为延时时间，在所述声波接收阵元中按照延时时间对所述回波信号进行叠加，得到叠加回波信号，根据包络计算公式 进行计算，得到包络信号，其中，z(t)为包络信号，和为所述回波信号经过带通滤波和低通滤波得到的新的信号且所述和所述两个信号正交，θ为任意相位值，E(t)为输入信号的代表函数，为初相位；

根据所述包络信号判断包络形状是否聚焦，当所述包络形状中包含多个波峰，则判断没有聚焦，当所述包络形状为单一波峰，则判断聚焦，所述包络形状聚焦时，存在所述被测物。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声相控阵的鱼类生长检测方法，其特征在于，所述判断结果是聚焦时，则记录所述回波返回的时间，将所述时间与速度相乘，得到第一边缘距离和第二边缘距离，包括：

所述包络形状聚焦，则根据渡越时间算法对所述回波信号到达所述声波接收阵元的时间进行计算，得到返回时间；

根据四则运算算法将所述返回时间与所述速度相乘，得到所述回波信号的传输距离，当所述回波信号的包络由聚焦变为不聚焦时，取所述聚焦变为不聚焦时对应的传输距离分别作为第一边缘距离和第二边缘距离，所述传输距离包括所述被测物中所有聚焦处与声波接收阵元之间的距离。