一种阵列稀疏方法技术

技术编号:28670983 阅读:26 留言:0更新日期:2021-06-02 02:46
本申请公开了一种阵列稀疏方法,该方法包括利用全聚焦算法采集阵列数据,并获取所有的激发接收组合;基于所述阵列数据和所述激发接收组合,利用二元粒子群算法计算所述阵列的方向图,并稀疏所述阵列。本申请通过二元粒子群算法,优化了阵列中各元件的布局,使得稀疏阵列不仅具有比参考全阵列更好的成像质量,而且还能够提高全矩阵捕捉或者总聚焦法效率。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列稀疏方法
本专利技术一般涉及超声检测
,具体涉及一种阵列稀疏方法。
技术介绍
超声相控阵技术的基本思想源于雷达电磁波相控阵技术,而相控阵雷达由大量子天线阵列按照一定规则或者形状组合排列,其通过控制每个子天线阵列所发射电磁束的幅度和相位,以在一定时空范围内形成灵活可变的聚焦雷达波束。超声相控阵是由多个压电换能器元件组成的换能器阵列,可以实现超声波的相位控制。目前,相关技术中总聚焦法(TFM)使用全阵列采集,这意味着单个阵列元素会激发所有阵列元素以进行接收,并且每个阵列元素都会依次触发,直到使用激发和接收的所有组合来获取完整的检测信息为止。在后处理阶段,通过灵活地延迟设置并重构各种相声束,以实现在检查区域中聚焦成像任何位置。然而,在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题:高分辨率超声相控阵检测系统的换能器阵列孔径较大,元件之间距离小于波长的一半,同时所需阵列元件数量很多,硬件成本高昂,以及总聚焦法计算过于耗时,具有局限性。
技术实现思路
鉴于相关技术中的上述缺陷或不足,期望本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列稀疏方法,其特征在于,所述方法包括:/n利用全聚焦算法采集阵列数据,并获取所有的激发接收组合;/n基于所述阵列数据和所述激发接收组合,利用二元粒子群算法计算所述阵列的方向图,并稀疏所述阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种阵列稀疏方法,其特征在于,所述方法包括:
利用全聚焦算法采集阵列数据,并获取所有的激发接收组合;
基于所述阵列数据和所述激发接收组合,利用二元粒子群算法计算所述阵列的方向图,并稀疏所述阵列。


2.根据权利要求1所述的阵列稀疏方法,其特征在于,所述二元粒子群算法通过如下步骤求解,包括:
根据每个粒子的速度和位置,计算各所述粒子对应的适应度值;
根据所述适应度值,计算各所述粒子的局部最优值以及整个群体的全局最优值;
根据所述全局最优值,对所述粒子进行速度更新和位置更新。


3.根据权利要求2所述的阵列稀疏方法,其特征在于,所述粒子的位置更新通过下式进行计算:



其中,S(vjk(t))表示第j个粒子的第k个维度在第t次迭代中状态更新的概率。


4.根据权利要求1所述的阵列稀疏方法,其特征在于,所述全聚焦算法包括:
全矩阵采集模型,用于激发单个阵元,所有阵元同时接收,依次进行直到获取所有的激发接收组合;
二维全聚焦成像几何模型,其中一维线性阵列探头设置于二维各向同性均匀介质表面,点缺陷位于所述介质内部,成像区域位于所述阵列下方。


5.根据权利要求4所述的阵列稀疏方法,其特征在于,所述单个阵元的声压通过下式进行计算:



其中,r表示成像点与阵列阵元之间的距...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晗郑剑锋白碧超王峰沈立峰林振源
申请(专利权)人:中国科学院声学研究所中国农业大学常州大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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