[发明专利]一种水下三维场景实时成像系统

摘要

本发明涉及一种水下三维场景实时成像系统，包括由48块子板、主板和PC主控机组成；所述PC主控机通过千兆以太网与主板相连，所述主板通过LVDS分别48块子板相连；所述子板由输出放大器、4路功率放大器、AD转换器、DA转换器和外围电路构成。本发明基于优化后的波束形成算法，利用大规模FPGA阵列，较好地解决了大量换能器信号采样和海量数据并行计算的问题。该系统在大坝水下部分监测、海港墙壁检查、水下工程实施、海底管道检查、水下航行器的避障和导航等方面具有广泛的应用前景。

主权项

一种水下三维场景实时成像系统，其特征在于：包括由48 块子板、主板和PC主控机组成；所述PC主控机通过千兆以太网与主板相连，所述主板通过LVDS分别48 块子板相连；所述子板由输出放大器、4 路功率放大器、AD 转换器、DA 转换器和外围电路构成；所述主板由嵌入式处理器、FPGA XC3S1200E 和4 片FPGA XC5VSX95T和外围电路组成；还包括系统FPGA功能设计模块，所述系统FPGA功能设计模块包括子板FPGA 设计模块，主板高性能FPGA设计模块和主板接口FPGA 设计模块；所述子板FPGA 设计模块包括A/D采样控制模块、数据处理模块、数据转换和发送模块以及主信号处理板的通信模块；所述主板接口FPGA 设计模块包括发射脉冲信号模块、子板START信号模块、数据合并发送中断信号模块和差分信号转成单端信号模块；还包括PowerPC系统软件构架和实时可视化显示系统；所述PowerPC系统软件构架包括嵌入式Linux 操作系统、系统启动代码开发、驱动程序开发和应用程序开发；所述实时可视化显示系统包括数据模块、三维建模模块、参数控制模块和显示模块；所述数据模块包括网络接收模块、数据存储模块和数据读取模块；所述三维建模模块包括单帧匹配模块、精确配准模块和图像拼接模块；所述参数控制模块包括声纳控制模块、算法管理模块和显示方式控制模块；所述显示模块包括单帧显示模块和全局显示模块。