一种多波束测深信号处理方法及装置
专利汇可以提供一种多波束测深信号处理方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种多波束测深 信号 处理方法及装置。所述装置包含接收换能器基阵、模拟前端预处理单元、 模数转换 单元、多通道数据预处理单元、波束形成单元、初级 门 限生成单元、初级检波单元、地形预估单元、次级门限生成单元和次级检波单元。其中，初级门限生成单元根据前一 帧 地形结果进行卡尔曼地形 跟踪 以生成当前帧地形的检波门限，同时地形预估单元、次级门限生成单元和次级检波单元依次相连共同实现了二次检波，有效地提高了地形检测的准确性。本发明在实际 水 下地形勘察中能自动进行地形检测，减少了常规方法中频繁的手动门限调整操作，大大降低了多波束测深装置的外业操作及内业 数据处理 工作量，可广泛应用于水下地形勘察领域。，下面是一种多波束测深信号处理方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种多波束测深信号处理方法，其特征是，包括以下步骤：
(101)接收水底回波信号：通过M阵元的接收换能器基阵接收水底反向散射的多波束测深条带回波信号并转换为M通道的微弱电回波信号；
(102)模拟前端预处理及模数转换：对M通道的微弱电回波信号进行放大、滤波及增益控制并进行模数转换；
(103)加窗处理：对M通道回波信号进行加窗处理；
(104)正交变换：对加窗后的M通道回波信号进行正交变换，得到M通道的复信号；
(105)波束形成：对M通道的复信号进行波束形成生成D个方向的波束输出；
(106)初级门限生成：根据前一帧次级检波的D个深度结果生成初级检波的浅门限和深门限；
(107)初级检波：按照各自的初级门限对D个方向的波束进行检波得到D个初级检波结果；
(108)地形预估：对D个初级检波结果进行帧内异常值剔除并通过拟合来预估当前地形，生成D个预估测深数据；
(109)次级门限生成：根据D个预估测深数据分别生成D组次级检波的浅门限和深门限；
(110)次级检波并输出检波结果：对D个方向的波束按照各自的次级门限进行检波并输出D个深度结果，并返回步骤(101)继续下一帧的地形测量。
2.根据权利要求1所述的一种多波束测深信号处理方法，其特征是，所述的初级门限生成方法(106)包括以下步骤：
(201)获取前一帧次级检波的D个深度结果；
(202)将D个深度结果存入数据缓存区；
(203)对数据缓存区中的多帧深度数据进行帧间粗估得到当前帧地形；
(204)对前一帧次级检波的D个深度结果采用帧间卡尔曼地形跟踪方法估计当前帧地形，并计算卡尔曼地形跟踪的质量；
(205)当卡尔曼地形跟踪质量较好时选择卡尔曼地形跟踪的地形数据作为当前帧估计地形，反之则将粗估地形数据作为当前帧估计地形；
(206)依据当前估计地形生成初级检波的浅门限和深门限。
3.一种多波束测深信号处理装置，其特征是，所述装置包括接收换能器基阵(301)、模拟前端预处理单元(302)、模数转换单元(303)、多通道数据预处理单元(304)、波束形成单元(305)、初级门限生成单元(306)、初级检波单元(307)、地形预估单元(308)、次级门限生成单元(309)和次级检波单元(310)；
所述接收换能器基阵(301)，用于接收水底反向散射的条带回波信号并将声信号转换为M通道的微弱电回波信号；
所述模拟前端预处理单元(302)与接收换能器基阵(301)相连，用于对M通道的微弱电回波信号进行放大、滤波及增益控制；
所述模数转换单元(303)与模拟前端预处理单元(302)相连，用于将模拟信号转换为数字信号；
所述多通道数据预处理单元(304)与模数转换单元(303)相连，用于对M通道数字回波信号进行加窗及正交变换得到M通道的复信号；
所述波束形成单元(305)与多通道数据预处理单元(304)相连，用于对M通道的复信号进行波束形成生成D个方向的波束输出；
所述初级门限生成单元(306)与次级检波单元(310)相连，用于根据前一帧次级检波的D个深度结果生成初级检波的浅门限和深门限；
所述初级检波单元(307)与波束形成单元(305)及初级门限生成单元(306)相连，根据各自的初级门限对D个方向的波束进行检波得到D个初级检波结果；
地形预估单元(308)与初级检波单元(307)相连，用于对D个初级检波结果进行帧内异常值剔除并通过拟合来预估当前地形，生成D个预估测深数据；
所述次级门限生成单元(309)与地形预估单元(308)相连，根据D个预估测深数据分别生成D组次级检波的浅门限和深门限；
所述次级检波单元(310)与波束形成单元(305)及次级门限生成单元(309)分别相连，对D个方向的波束按照各自的次级门限进行检波并输出D个深度结果。
4.根据权利要求3所述的一种多波束测深信号处理装置，其特征是，所述初级门限生成单元(306)包括数据缓存区(401)、地形粗估模块(402)、卡尔曼地形跟踪器(403)、深度选择模块(404)和门限生成模块(405)；
所述数据缓存区(401)与次级检波单元(310)相连，用于缓存次级检波单元(310)生成的D个深度结果；
所述地形粗估模块(402)与数据缓存区(401)相连，用于根据数据缓存区(401)的多帧深度数据进行帧间粗估得到当前帧地形；
所述卡尔曼地形跟踪器(403)与次级检波单元(310)及地形粗估模块(402)相连，用于对次级检波的D个深度结果进行地形跟踪，并输出跟踪结果与跟踪质量；
所述深度选择模块(404)分别与地形粗估模块(402)及卡尔曼地形跟踪器(403)相连，当卡尔曼地形跟踪质量较好时选择卡尔曼地形跟踪的地形数据作为当前帧估计地形，反之则将粗估地形数据作为当前帧估计地形；
所述门限生成模块(405)与深度选择模块(404)相连，用于根据当前帧估计地形生成初级检波的浅门限和深门限。
一种多波束测深信号处理方法及装置
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