[发明专利]声纳系统信号采集传输控制方法及应用该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及水下探测与成像仪器仪表领域，特别涉及一种可用于单频段、多频段、通用型的声纳信号采集传输控制方法及应用该方法的声纳信号采集传输控制装置，籍此实现声纳对水下物体、目标进行成像时的主动声波发射控制，以及反射声波信号的实时采集、传输，保证声纳在水下作业时成像功能的稳定性。

背景技术

声纳是一种用于水下各类物体、目标探测与成像的装置，可在海洋、湖泊、河流等多种水域环境中进行作业，被众多领域所广泛应用。例如，水下考古、搜救、目标侦查、地貌勘探、油气管道维护等。

声纳成像的基本过程为：通过主动向待探测水域发射某一频率段的声波信号，然后接收被探测区域中该频率段内的反射声波信号。原始的反射声波信号经过预处理后，被采集并传输至后续的信号处理部分便可合成该区域的探测成像结果。

在上述过程中，主动声波的发射，反射声波信号的接收、采集和传输都需要根据声纳不同的工作参数及技术指标进行准确的控制，以达到协同稳定的工作状态。因此，为了满足不同声纳的系统集成及参数指标的要求，可设计一种功能可扩展、自定义的通用型模块化信号采集传输控制装置，用于完成声纳主动声波发射控制，反射声波信号采集、传输等功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有通用性的声纳信号采集传输控制方法及装置，可完成不同声纳中主动声波发射控制，反射声波信号采集、传输等功能，并能满足不同声纳的系统集成及参数指标的要求。

本发明提供的具有通用性的声纳系统信号采集传输控制方法，所述声纳系统包括声波发射单元，反射声波接收单元，模拟信号预处理单元，信号采集传输控制单元，信号处理单元，其特征在于：所述的声纳系统信号采集传输控制方法包括如下步骤：

（1）该信号采集传输控制单元从所述信号处理单元接收声波发射单元的工作参数，模拟信号预处理单元的工作参数，以及所述声纳的系统参数；

（2）所述的信号采集传输控制单元将所接收的该声波发射单元的工作参数传递至声波发射单元中；

（3）所述的信号采集传输控制单元根据所接收的该声纳的系统参数中的采样时间间隔，控制声波发射单元以固定周期主动发射声波，发射完成后，所述的信号采集传输控制单元根据所接收的所述模拟信号预处理单元的工作参数，控制该模拟信号预处理单元对于所述反射声波接收单元输出的模拟信号的预处理过程；与此同时，所述的信号采集传输控制单元根据所接收的所述系统参数，在所述声波发射单元发射下一次声波前，从所述的模拟信号预处理单元采集相应数量的数字信号，随后，该信号采集传输控制单元按照所述信号处理单元所需的协议格式，将所采集的前述数字信号打包传输至所述的信号处理单元。

根据上述本发明提供的控制方法，本发明同时提出了一种声纳系统信号采集传输控制装置，所述控制装置包括：

声波发射单元，用于主动向被探测水域发射某一固定频段的声波；

反射声波接收单元，用于接收被探测水域所反射回的声波信号，并将该反射回的声波信号转换产生相应的模拟电信号；

模拟信号预处理单元，用于将上述模拟电信号经过滤波、降噪、放大等预处理后转换为数字信号；

信号采集传输控制单元，用于采集上述数字信号，并将所采集的该数字信号按照所采用的信号处理单元协议格式传输至信号处理单元；

信号处理单元，用于对上述信号采集传输控制单元传输的协议格式的数字信号进行处理最终合成被探测区域的图像；

其特征在于：所述的信号采集传输控制单元还用于：从所述信号处理单元接收声波发射单元的工作参数，模拟信号预处理单元的工作参数，以及所述声纳的系统参数，并将该声波发射单元的工作参数传递至所述的声波发射单元；该信号采集传输控制单元控制声波发射单元主动发射声波，并控制该模拟信号预处理单元对于所述反射声波接收单元输出的模拟信号的预处理过程；

上述本发明提供的声纳系统信号采集传输控制装置进一步的特征在于：所述的信号采集传输控制单元包括至少1个子模块，该子模块包括主控模块，信号传输模块，信号采集模块以及发射控制模块，该主控模块通过信号传输模块与信号处理单元连接，通过信号采集模块与模拟信号预处理单元连接，通过发射控制模块与声波发射单元连接。