声纳系统信号采集传输控制方法及应用该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有通用性的声纳系统信号采集传输控制方法以及应用该方法的装置，其通过信号采集传输控制单元（1）从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）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）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，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等步骤，实现不同声纳对水下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、传输等，保证声纳在水下作业时成像功能的稳定性，并能满足不同声纳的系统集成及参数指标要求。

Signal acquisition, transmission and control method for sonar system and device using the same

The invention discloses a universal signal acquisition device of sonar system transmission control method and the application of this method, the signal acquisition and transmission control unit (1) from the signal processing unit receives the working parameters of acoustic emission unit, the working parameters of the analog signal pretreatment unit, and the sonar system parameters (; 2) will transfer the acoustic emission unit operating parameters to the received acoustic emission unit; (3) according to the sonar system parameters in the received sampling time interval control, acoustic emission unit with fixed cycle active acoustic emission, according to the working parameters of the signal preprocessing unit receives the analog. Control of the analog signal pretreatment unit for analog signal reflected by the sound wave receiving unit output preprocessing steps, to achieve different sonar Active acoustic imaging of underwater target of emission control and acoustic reflection, real-time signal acquisition, transmission, ensure the stability of imaging sonar in underwater operation, and can meet the requirements of different sonar system integration and parameters.

【技术实现步骤摘要】
声纳系统信号采集传输控制方法及应用该方法的装置
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。根据上述本专利技术提供的控制方法，本专利技术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；上述本专利技术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。进一步的，该主控模块通过信号传输模块从信号处理单元接收声波发射单元和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，并向信号处理单元传输从模拟信号预处理单元所采集的数字信号。主控模块通过信号采集模块向模拟信号预处理单元传递其所需的工作参数，并从其中采集数字信号。主控模块通过发射控制模块向声波发射单元传递其所需的工作参数，并控制其发射声波的时刻。主控模块通过电源模块进行供电。上述本专利技术提供的声纳系统信号采集传输控制装置进一步的还特征在于：当所述的信号采集传输控制单元包括超过一个的子模块，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；所述的各子模块，均可单独用作单个频率段的声波信号的发射控制，及该单频段的反射声波信号的采集传输功能。因此，每个子模块可分别独立完成一个不同频率段所有的对应功能。当所述的信号采集传输控制装置仅需用作单个频率段的声纳系统的信号采集传输控制单元时，可选择子模块的任意一个，其他的子模块则可拆除，不作使用。当所述的信号采集传输控制装置需同时用作包含2个或以上频率段的声纳系统的信号采集传输控制单元时，则需同时使用两个或以上的子模块。附图说明图1为本专利技术实施例声纳系统结构示意框图；图2为本专利技术实施例中信号采集传输控制单元结构示意框图；图3为本专利技术实施例中信号采集传输控制单元子模块结构示意框图；图4a、图4b为本专利技术实施例合成孔径声纳系统结构示意框图；图5为本专利技术实施例中子模块结构示意框图。具体实施方式为使公众进一步了解本专利技术所采用之技术、手段及其有益效果，特举实施例并配合附图对本专利技术详细说明如下，相信当可由之得以深入而具体的了解。本实施例提供的具有通用性的声纳系统信号采集传输控制方法，可同时适用于不同频段声纳的信号采集传输，并能满足不同声纳的系统集成及参数指标的要求，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。图1所示是本实施例声纳系统结构框图，其包括声波发射单元，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，信号处理单元以及图像显示单元，其中所述的信号采集传输控制单元控制方法包括如下步骤：（1）首先，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（包括发射功率、发射脉宽、发射频率、发射周期等），模拟信号预处理单元的工作参数（包括信号增益等），以及所述声纳的系统参数（包括采样时间间隔、采样点数、采样率、通道数等）；（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）当所述的声纳启动工作后，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，这个固定周期是由声纳所需要探测的距离决定的。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，包括调节模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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。

【技术特征摘要】
1.一种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。2.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞宇，全雷旺，余明伟，陈苏广，钱斌，曾荣，
申请(专利权)人：苏州桑泰海洋仪器研发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32