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图像声纳技术
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2013年12月04日

【技术开发单位】中国船舶重工集团公司第七二六研究所

【技术简介】726所研制装备的高分辨率多波束图像声纳采用多波束方案,成像速度快,有利于小型水下潜器的操控和作业,并改进了以往声纳采用单波束机械扫描方式、成像速度慢的缺点。

大多数多波束图像声纳的工作频率都在200kHz以上,本高分辨率多波束图像声纳选用600kHz工作频率,采用高度集成专用声纳多通道前放单元和数据采集传输单元实现信号的同步采集,利用高速FPGA实现多波束信号处理和数据上行传输,并采用嵌入式ARM 技术实现了声纳各分机的控制和通信,使声纳性能得以提高。同时在小型化、集成化、低功耗方面采取措施,使体积、重量、功耗等都得到有效的改进。

高分辨率多波束图像声纳主要由换能器阵、发射机、接收机及高速数据采集模块、信号处理及控制模块、电源模块等组成、显控计算机等组成。显控计算机通过电缆和进行控制信号和声纳图像数据的传输。

高分辨率多波束图像声纳有搜索和识别两种工作模式。整个设备结构紧凑,所有电子部分均安装在圆柱形耐高压薄壁密封壳体内,收发换能器基阵安装在壳体的顶部,最大工作深度可达水下150m。声纳通过一根水密电缆与显控计算机相连,电缆内有一组信号线和一组电源线,信号线是以太网接口传输线,传输声纳的控制信号和图像数据,电源线为声纳提供24V直流电源。对-15dB的前方目标发现距离为50m,识别距离为4m,并形成较清晰的目标二维图像。

【技术特点】726所研制的小型高分辨率图像声纳具有分辨率高、成像速度快、功耗低、轻便小巧等特点。外形Ф200×H250,空气中重量小于7 kg、水中小于0.5kg。工作频率600kHz,分辨率1度,适合50米内近程目标成像,并具有水下目标外形识别的能力。目前已装备使用,也可用于ROVAUV的前视避障、水下机器人或操作手的动作牵引、船舶外壳的维护保养、水下环境监测等。

    国内开展高分辨率图像声纳研究的单位有哈工程大学、中科院声学所、726所等。哈工程大学和721厂联合研制的大型远距离探测和识别声纳比较适合舰船安装使用。中科院声学所研制小型前视声纳工作频率400kHz左右,分辨率1度左右,外形尺寸500×200×180

国外类似产品较多,较先进的是国外BLUEVIEW公司的P900-45型图像声纳,工作频率900kHz,作用距离可达100米。外形Ф127×H290,空气中重量2.3公斤,水中0.5公斤。M900-45P900-45的更加紧凑小巧的升级产品,整体尺寸缩减了30%。

【技术指标】

工作频率:450kHz

最大作用距离50m

近程盲距< 0.4m

观察范围> 90°(水平),>20°(垂直)

水平角度分辨力:1.0°

最大图像刷新率:10/

最大工作深度:150m 

数据传输:以太网,100M

【技术水平】国际先进

【可应用领域和范围】适用于各种水下物体的勘探、成像。

【技术状态】小批量生产阶段

【合作方式】合作开发

【投入需求】可根据市场及应用范围需求进行预算

【转化周期】6个月

【预期效益】图像声纳技术的发展促进了对水下工程目标探测的需求,随着我国海洋资源的不断开发和江河湖泊工程的不断增加,图像声纳技术是各种水下工程和水下地貌测量等必要手段,通过对水下目标分辨和精确定位能极大的提高水下工程的质量,加快了水下工程的进度、节约成本开支。图像声纳技术作为水下工程探测技术的一个组成部分,市场应用领域非常广泛,每年将得到近亿的产值。

【联系方式】毛羽飞  021-51587260/18616923369

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