[发明专利]一种合成孔径声呐实时成像的方法

摘要

本发明公开了一种合成孔径声呐实时成像的方法，本发明不需要预先构建延时表，通过简化时延求解结构，采用分段寻址并参与虚拟孔径合成的处理方式，降低复杂度，减少缓存消耗，加快了运算速度，能够实时完成成像。本发明采用按批次进行孔径处理，数据采集和算法处理同步进行，成像过程不需要再存储全部回波数据，减少硬件开销，提高了算法运算效率。本发明所述技术具有可扩展性，即可根据实际需要，将延时索引计算模块化并行处理，进一步加快运算速度。

主权项

1.一种合成孔径声呐实时成像的方法，其特征在于，假设声纳平台的运动轨迹为直线，且空间采样均匀；设阵元尺寸为D，一个合成孔径长度内方位向像素点个数为LA，其距离向像素点个数为N_r，回波数据的总批次数为LINE，LINE的数值应大于LA；该方法包括以下步骤：步骤(1)：对接收基阵采集到的原始回波数据进行采样，采样频率为f_s，采样后得到的信号为x_k(m)；其中，k＝0,1,2,...,LINE‑1表示采样后回波数据的批次数，m＝0,1,2,...,N_r‑1表示距离向采样点序号；步骤(2)：对当前第k批次的回波数据进行距离向脉冲压缩；根据SAS系统的运行参数产生发射信号的参考信号h(m)，对x_k(m)按下式处理得到y_k(m)；y_k(m)＝F^‑1{F[x_k(m)]×F[h^*(m)]}其中，F和F^‑1分别表示正逆傅里叶变换，h^*(m)表示参考信号的复共轭；步骤(3)：计算成像区域内各像素点到接收换能器的相对距离r_m；其中，T_s表示从测绘带边缘像素点到接收换能器的到达时间，c表示声波在水中传播的速度；步骤(4)：计算中间变量步骤(5)：将一个合成孔径长度内方位向像素点均匀分为Q段，按下式求解每段内的方位向像素点到接收换能器的初始相对距离的平方值其中，q＝0,1,2,..,Q‑1表示段号；步骤(6)：由下式求解成像区域内各段像素点到接收换能器的距离索引其中，每段内的方位向像素点到接收换能器的距离索引初始值步骤(7)：计算对应的延时索引其中，int[]表示取整操作；步骤(8)：根据延时索引对y_k(m)进行叠加，输出第q段的结果同时判断当前q值，如果q＜Q‑1，返回步骤(5)；否则，进入步骤(9)；步骤(9)：对得到的Q次结果求和，输出最终值f_k(m)