基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法及系统
专利汇可以提供基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种基于自适应距离 分辨率 的三维声纳数据成像方法，包括：(1)FPGA采集换能器通道的AD数据，并将每个通道的AD数据以108点乒乓缓存的方式存储至RAM；(2)对108点数据计算DFT结果，记录每个DFT结果对应的探测距离，在探测距离为0‑15m、15‑30m、30‑60m、60‑120m或120‑200m时，进行108、216、432、864或1728点数据的DFT计算，获得距离分辨率分别为3cm、6cm、12cm、24cm或48cm；(3)生成波束的 相位 调整表和时间延时表，计算DFT结果、相位调整表、时间延时表得到每个截面的波束；(4)将有效目标于PC端进行显示。，下面是基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法，包括以下步骤：
原始数据采集步骤：收到一帧开始命令后，FPGA采集换能器通道的AD数据，并将每个通道的AD数据以108点乒乓缓存的方式存储至RAM；
切换距离分辨率步骤：依次对RAM中的108点数据进行DFT计算，获得DFT结果，并记录每个DFT结果对应的探测距离，然后，在探测距离为0-15m、15-30m、30-60m、60-120m或120-
200m时，根据DFT结果分别进行108、216、432、864或1728点数据的DFT计算，获得距离分辨率分别为3cm、6cm、12cm、24cm或48cm；
波束计算步骤：根据FPGA工作频率、采样频率和不同距离分辨率生成波束的相位调整表和时间延时表，对DFT结果、相位调整表以及时间延时表计算得到每个截面的波束，再根据阈值去除波束中背景数据和噪声数据，得到有效目标数据；
图像显示步骤：将有效目标数据于PC端进行显示。
2.如权利要求1所述的基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法，其特征在于，所述原始数据采集步骤包括：FPGA以2.7MHz采样频率从48*48路换能器采集300KHz数据。
3.如权利要求1所述的基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法，其特征在于，所述切换距离分辨率步骤包括：
(a)将108点数据分别与DFT参数exp(-j*2*pi*[0:107]/9)*1024相乘后累加，再用累加和除以108，得到DFT结果；
(b)从收到一帧开始命令计时，分别在探测距离到达15m、30m、60m、120m以及200m时，用reg标记成第500、1000、2000、4000、6666个DFT结果；
(c)根据探测距离将DFT结果划分成5个距离档：0-15m、15-30m、30-60m、60-120m、120-
200m；
(d)当探测距离为0-15m时，输出前500个DFT结果，即探测距离为0-15m时，距离分辨率为3cm；
(e)当探测距离为15-30m时，将第501-1000个DFT数据依次2个相加：{DFT501+DFT502,DFT503+DFT504,…,DFT999+DFT1000}，获得250个结果，该结果为216点数据的DFT结果，并将每个结果除以2后输出，即探测距离为15-30m时，距离分辨率为6cm；
(f)当探测距离为30-60m时，将第1001-2000个DFT数据依次4个相加：
{DFT1001+DFT1002+DFT1003+DFT1004,DFT1005+DFT1006+DFT1007+DFT1008,…,DFT1997+DFT1998+DFT1999+DFT2000}
获得250个结果，该结果为432点数据的DFT结果，并将每个结果除以4后输出，即探测距离为30-60m时，距离分辨率为12cm；
(g)当探测距离为60-120m时，将第2001-4000个DFT数据依次8个相加：
{DFT2001+DFT2002+DFT2003+DFT2004+DFT2005+DFT2006+DFT2007+DFT2008,DFT2009+DFT2010+DFT2011+DFT2012+DFT2013+DFT2014+DFT2015+DFT2016,…,DFT3993+DFT3994+DFT3995+DFT3996+DFT3997+DFT3998+DFT3999+DFT4000}
获得250个结果，该结果为864点数据的DFT结果，并将每个结果除以8后输出，即探测距离为60-120m时，距离分辨率为24cm；
(h)当探测距离为120-200m时，将第4001-6656个DFT数据依次16个相加，获得166个结果，该结果为1728点数据的DFT结果，并将每个结果除以16后输出，即探测距离为120-200m时，距离分辨率为48cm。
4.如权利要求1所述的基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法，其特征在于，所述图像显示步骤包括：
每个有效目标数据上传至PC机显控软件前标记截面号z_cnt，每个z_cnt代表3cm距离，每个波束方向上前15m的500个有效目标数据的z_cnt为[1:1:500]；15m-30m的250个有效目标数据的z_cnt为[501:2:999]；30m-60m的250个波束的z_cnt为[1001:4:1997]；60m-120m的250个有效目标数据的z_cnt为[2001:8:3993]；120m-200m的166个有效目标数据的z_cnt为[4001:16:6641]，显控软件根据接收数据显示动态三维图像。
5.如权利要求1所述的基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法，其特征在于，DFT计算和波束计算分别利用FPGA内部加法器与乘法器实现。
6.一种基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像系统，包括：
原始数据采集模块：收到一帧开始命令后，FPGA采集换能器通道的AD数据，并将每个通道的AD数据以108点乒乓缓存的方式存储至RAM；
DFT计算模块：依次对RAM中的108点数据进行DFT计算，获得DFT结果，并记录每个DFT结果对应的探测距离，然后，在探测距离为0-15m、15-30m、30-60m、60-120m或120-200m时，根据DFT结果分别进行108、216、432、864或1728点数据的DFT计算，获得距离分辨率分别为
3cm、6cm、12cm、24cm或48cm；
波束计算模块：根据FPGA工作频率、采样频率和不同距离分辨率生成波束的相位调整表和时间延时表，对DFT结果、相位调整表以及时间延时表计算得到每个截面的波束，再根据阈值去除波束中背景数据和噪声数据，得到有效目标数据；
图像显示模块：对有效目标数据进行显示。
基于自适应距离分辨率的三维声纳数据成像方法及系统
技术领域
背景技术
12.5KHz的频率分量都有可能叠加到DFT结果中，而有效信号是300KHz，能量是确定的，频带越宽可能引入的噪声越强，因而频带越宽信噪比越低，频带越窄信噪比越高；把采样点数提高到216点后，分辨率从3cm变为6cm，频带从25KHz变为12.5KHz，可以得到结论，在工作频率和采样率不变的情况下，采样点数越多，分辨率越低，信噪比越高，反之亦然。
发明内容
3cm、6cm、12cm、24cm或48cm；
附图说明
具体实施方式
107，flag置为0；存储完108点后flag置为1，将下一组108点数据存储至地址256-363，并将前一组108点数据输出至DFT计算模块，之后根据flag翻转进行这种乒乓缓存。
120m的250个波束数据的z_cnt为[2001:8:3993]；120m-200m的166个波束数据的z_cnt为[4001:16:6641]，显控软件根据接收的波束数据显示动态三维图像。
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