前视声纳实时成像算法与DSP实现.pdf

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1、136传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第l2期前视声纳实时成像算法与DSP实现李东生，叶湘滨，乔纯捷，戴卫华，周超(国防科技大学机电工程与自动化学院。湖南长沙410073)摘要：前视声纳通道数目多、采样频率高，获取方位和距离信息的运算量大，对原始回波图像显示质量和速度提出非常高的要求。通过分析坐标变换和像素亮度填充法对成像质量的影响，根据系统指标设计了前视声纳视域范围内回波数据的显示算法，解决了声纳原始图像的显示质量问题；利用DSP丰富接口资源和EDMA动态调表技

2、术，设计了声纳原始图像实时显示方案，很大程度上突破了实时显示的瓶颈。通过水池拉距实验验证了高质量实时显示方案的有效性。关键词：前视声纳；视域模型；坐标变换；数字信号处理器；EDMA动态调表中图分类号：TP13文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12-0136--04Real·timeimagingalgorithmofforwardlookingsonarandimplementationbasedonDSPLIDong-sheng，YEXiang-bin，QIAOChun-jie，DAIWei—hua，ZHOUChao

3、(SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Themuhichannelandhighsampling~equencycharactersofforwardlookingsonarleadtonumerouscalculationsforazimuthanddistanceinformation，whichdemandsahighqualityandspee

4、dfortheoriginalechoimagedisplay．Adisplayalgorithmofechodataisdesignedinthesightscopeofforwardlookingsonar，whichsolvedtheproblemofsonaroriginalimagingquality，throughanalyzingtheinfluenceofcoordinateconversionandpixelluminancefillingmethedonimagingquality．Thebotde—neckofrea

5、l-timedisplaycanbesurmountedtoagreatextent．UsingrichinterfaceresourcesofDSPandEDMAdynamic—adjustmenttechnology，arealtimedisplayschemesforsonaroriginalimageisdesigned．Validityofthehighqualityrealtimedisplayschemeisverifiedbyexperimentinpoo1．Keywords：forwardlookingsonar；vis

6、ionregionmodel；coordinateconversion；DSP；EDMAdynamic—adjust—ment0引言规避算法研究。水下潜艇运载器的功能是在复杂的海洋环境中运载人前视声纳所采用的频率较高(几百kHz)，采样频率为员至目的地实施作战任务。在航行过程中，障碍物是未知MHz数量级，通道多达几十至几百个。因此，在高采样频的，运载器必须具有实时躲避障碍物的能力。通过设计用率的条件下，原始图像的实时显示是前视成像中的难于水下运载器规避障碍物的前视声纳(forwardlookingSO—点引。nar，FLS)系统，实时获得

7、水下障碍物(暗礁、水雷等)方位本文从某型号的水下潜艇运载器避障需求出发，设计和距离参数。为驾驶员或自动控制系统提供可靠、合理的了8O通道、350kHz单频脉冲声信号的线阵结构前视声纳信息，进而操舵以规避障碍物，保证运载器的运行安全和隐成像显示系统。该系统采用4MSPS对回波数据进行采样，蔽性，完成将人员顺利送达目的地的任务。实现对前方200m、水平方向为-30+30。、垂直方向为应用前视声纳进行水下规避的研究分为3个层一3。~+3。视域范围内障碍物的成像显示。面J：1)原始图像信息(场景内目标分布情况)获取；2)在1前视声纳视域模型前视声

8、纳视场区域为尺度目标j，为与工程实践相结原始图像信息的基础上进行图像显示；3)基于前视声纳的收稿日期：2012-05-15基金项目：国家部委基金资助项目(62101090101)第12期李东生