剖析多波束圖像聲納利用的技術(shù)和處理能力

　　多波束圖像聲納是新一代的成像聲納，該產(chǎn)品設(shè)計被用來進行多種水下作業(yè)應(yīng)用。該聲納體積在所有同類聲納中的體積為小巧非常適合安裝在幾乎所有的微型水下機器人上，其堅固的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其同時何以滿足大型機器人和海底基礎(chǔ)構(gòu)造物上進行使用。是一種使用聲學(xué)手段對水下的環(huán)境進行探測的設(shè)備，使用它可以得到遠距離的水下環(huán)境成像結(jié)果。其利用了數(shù)字波束形成技術(shù)在一定空間范圍上形成了數(shù)以百計的極窄單波束同時接收來自不同方向的反射聲波得到了一張二維的聲學(xué)圖像，每個單波束的成像結(jié)果相當于是對當前空間的一個切面的成像結(jié)果。

　　利用了數(shù)字成像技術(shù)，在海底探測范圍內(nèi)形成距離一方位二維聲圖像，具有很高的系統(tǒng)穩(wěn)定性和很強的信號處理能力。但是由于數(shù)字成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)運算量大、需要實時成像等特點，對處理器性能要求很高。隨著適用于并行處理的現(xiàn)場可編程門陣列器件的快速發(fā)展，采用大規(guī)模FPGA為核心處理器的圖像聲納，在提高了整體性能的同時，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更加簡單。

　　多波束圖像聲納圖像受到設(shè)備、海洋環(huán)境、檢測條件等影響，具有以下特點:

　　(1)圖像數(shù)據(jù)動態(tài)宋集:船在航行過程中進行波束的發(fā)射和接收，丈時記錄采集到的數(shù)據(jù);

　　(2)圖像數(shù)據(jù)量龐大:圖像數(shù)據(jù)量取決于測區(qū)海水的深度和測船的航行速度，多波束系統(tǒng)每次可獲得多達4096個成像數(shù)據(jù);

　　(3)圖像分辨率較低:多波束圖像的分辨率主要取決于格網(wǎng)化的情況，由于海底測范圍大一個像索一般以米為數(shù)量級;

　　(4)圖像處理難度大:由于回波信號受到海洋環(huán)境桌聲、聲波的散射和混響、聲能傳播損失、海底地形等多方面因索的影響，因此提取的多波束圖像質(zhì)量和精確度受到很大影響，為后緒的應(yīng)用帶來一定難度。