【技术实现步骤摘要】
一种具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置
本专利技术涉及嵌入式GPU处理器技术、FPGA技术、二维声学成像图像处理技术，互谱法分析技术和多通道同步采样技术，具体来说涉及一种具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置。
技术介绍
多波束成像声纳系统具有水下探测、避障、定位等多种功能，可以通过对水下信息的有效监控，加强对海域的控制。随着人类海洋活动的日益频繁，多波束成像声纳系统的使用不再局限于军事目的，在海洋资源开发、海上救援、海底地貌探测等商业和民用领域都有着广泛应用。多波束成像声纳系统通过在一个声纳头上安装多个换能器，可以同时接收并处理多个波束成像，拥有较快的成像速度和较高的成像精度。目前国外的多波束成像声纳系统已经进入商业化模式，产品类型多样，可以适应各类场景的应用需求，在水下探测、水文调查、地形绘制、测深等各种领域都得到了广泛的使用。诸如美国、日本、丹麦、加拿大等国都有商业化的产品生产，其中比较有代表性的多波束成像声纳系统有美国的Reson公司研制的SeaBat系列前视声纳系统、英国Tritech公司设...
【技术保护点】
1.一种具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置，其特征在于，包括嵌入式GPU信号处理子系统、信号交互子系统、多个信号采集子系统；/n所述信号采集子系统包含并行的至少2个采集组件，每个采集组件受信号交互子系统控制同步并行采集声纳线阵数据，并对采集数据进行预处理后传输至信号交互子系统；/n所述信号交互子系统基于嵌入式GPU信号处理子系统的控制来同时控制多个信号采集子系统采集声纳线阵数据，作为中间桥梁实现嵌入式GPU信号处理子系统与信号采集子系统之间声纳线阵数据的传输；/n所述嵌入式GPU信号处理子系统控制信号交互子系统传输声纳线阵数据，并对接收的声纳线阵数据进行波束形...
【技术特征摘要】
1.一种具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置，其特征在于，包括嵌入式GPU信号处理子系统、信号交互子系统、多个信号采集子系统；
所述信号采集子系统包含并行的至少2个采集组件，每个采集组件受信号交互子系统控制同步并行采集声纳线阵数据，并对采集数据进行预处理后传输至信号交互子系统；
所述信号交互子系统基于嵌入式GPU信号处理子系统的控制来同时控制多个信号采集子系统采集声纳线阵数据，作为中间桥梁实现嵌入式GPU信号处理子系统与信号采集子系统之间声纳线阵数据的传输；
所述嵌入式GPU信号处理子系统控制信号交互子系统传输声纳线阵数据，并对接收的声纳线阵数据进行波束形成算法和互谱法的实时计算，以获得二维声学图像数据和目标三维定位结果并上传至上位机以显示。
2.如权利要求1所述的具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置，其特征在于，所述采集组件包括放大器、滤波器、可变增益放大器(VGA)、AD芯片以及FPGA，依次实现对采集声纳线阵数据的放大、滤波、实时增益控制以及离散傅里叶变换计算；
所述采集组件还包括与FPGA连接的并行数据传输接口和命令接口，分别用于传输离散傅里叶变换数据和命令。
3.如权利要求1所述的具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置，其特征在于，所述信号交互子系统包括包含FPGA，PCIe总线，发射接口，命令接口和多组并行数据传输接口，实现对多个信号采集子系统和信号处理子系统进行高带宽数据交换和命令控制。
4.如权利要求1所述的具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处理装置，其特征在于，所述嵌入式GPU信号处理子系统包括嵌入式GPU模组，扩展PCIe总线，千兆以太网接口，备用接口，调试接口，复位接口，通过扩展PCIe总线完成离散傅里叶变换数据接收，嵌入式GPU模组实现对离散傅里叶变换数据进行波束形成算法和互谱法的实时计算，以获得二维声学图像数据和目标三维定位结果，并通过千兆以太网接口进行上传，通过备用接口，调试接口，复位接口实现命令控制。
5.如权利要求1或4所述的具备三维定位能力的多波束成像声纳实时信号处...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀武，刘雪松，蒋荣欣，王斐，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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