CN104656089B - 一种声呐传感器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及探鱼技术领域，尤其涉及一种声呐传感器。该声呐传感器包括声呐传感单元，其中，所述声呐传感单元，用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的被鱼群反射的声波信号测量鱼群的位置和/或鱼群相对于所述声呐传感器的方向；其中，所述声呐传感器的探测深度大于0.3米。该声呐传感器能够实现对鱼群的多维定位，提高了声呐传感器对鱼群的探测效率，还扩大了声呐传感器的探测范围。

Description

一种声呐传感器

技术领域

本发明实施例涉及探鱼技术领域，尤其涉及一种声呐传感器。

背景技术

随着捕捞业的日益发展，利用各种渔具、渔船及设备在海洋、湖泊或河流等水域内捕捞鱼群是十分常用的捕鱼方式。在捕捞鱼群时，通常采用声呐传感器探测鱼群的位置。

现有的声呐传感器主要为探照灯式声呐传感器。图1为现有的探照灯式声呐传感器的工作示意图，如图1所示，探照灯式声呐传感器01的形状为圆柱形，浮于水面，探照灯式声呐传感器01中的声波发射器(未示出)的发射角较窄，即现有的声呐传感器中声波信号的覆盖范围较小，对深度小于1.4米的浅水域中的鱼群基本不能探测，而对于深度大于1.4米的水域的探测能力也较低。另外，现有的声呐传感器只能实现一维定位，如，只能确定探测到的鱼群与传感器间的距离，无法获得鱼群的空间分布，对鱼群的探测效率较低。

发明内容

本发明的目的是提出一种声呐传感器，以提高声呐传感器的探测能力，并提高声呐传感器对鱼群的探测效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种声呐传感器，包括声呐传感单元，其中，

所述声呐传感单元，用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的被鱼群反射的声波信号测量鱼群的位置和/或鱼群相对于所述声呐传感器的方向；

其中，所述声呐传感器的探测深度大于0.3米。

第二方面，本发明实施例提供了一种相控阵声呐传感器，包括多行三维凸面形声呐传感单元，且所述相控阵声呐传感器浮于水面，其中，

所述多行三维凸面形声呐传感单元，用于在扫描信号驱动下，发射并接收声波信号；

所述相控阵声呐传感器，用于依据所述多行三维凸面形声呐传感单元接收到的声波信号确定鱼群的位置。

第三方面，本发明实施例提供了一种简易相控阵声呐传感器，包括至少三个第二声呐传感单元和一个三维凸面形第一声呐传感单元，其中，

所述至少三个第二声呐传感单元分别设置于所述第一声呐传感单元的周围；

所述第一声呐传感单元用于发射声波信号；

所述至少三个第二声呐传感单元用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器浮于水面，且根据所述至少三个第二声呐传感单元接收的声波信号确定鱼群的位置。

第四方面，本发明实施例提供了一种简易相控阵声呐传感器，包括至少两个第二声呐传感单元和一个三维凸面形第一声呐传感单元，其中，

所述至少两个第二声呐传感单元分别设置于所述第一声呐传感单元的周围；

所述第一声呐传感单元用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号；

所述至少两个第二声呐传感单元用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器浮于水面，且根据所述第一声呐传感单元及所述至少两个第二声呐传感单元接收的声波信号确定鱼群的位置。

本发明实施例中提供的声呐传感器，提高了探测效率。所述声呐传感器包括声呐传感单元，其中，所述声呐传感单元发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且声呐传感单元依据接收的声波信号测量鱼群位置和/或鱼群相对于所述声呐传感器的方向，即，该声呐传感器不仅能够确定鱼群的位置还能够确定鱼群的空间分布，实现了对鱼群的多维定位，提高了声呐传感器对鱼群的探测效率；另外，所述声呐传感器的探测深度大于0.3米，使该声呐传感器能够探测浅水域中的鱼群，提高了声呐传感器的实用性。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1为现有的探照灯式声呐传感器的工作示意图；

图2是本发明实施例一中提供的声呐传感器的侧视示意图；

图3a是本发明实施例一中提供的多单元声呐传感器的侧视示意图；

图3b是本发明实施例一中提供的多单元声呐传感器的仰视示意图；

图4是本发明实施例二中提供的声呐传感器的侧视示意图；

图5是本发明实施例二中提供的多单元声呐传感器的仰视示意图；

图6是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器的仰视示意图；

图7a是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器发射声波信号的示意图；

图7b是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器接收声波信号的示意图；

图8是本发明实施例四中提供的简易相控阵声呐传感器的仰视示意图；

图9是本发明实施例五中提供的简易相控阵声呐传感器的仰视示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

实施例一：

图2是本发明实施例一中提供的声呐传感器的侧视示意图，图3a是本发明实施例一中提供的多单元声呐传感器的侧视示意图，图3b是本发明实施例一中提供的多单元声呐传感器的仰视示意图。如图2所示，该声呐传感器可以包括声呐传感单元11，所述声呐传感单元11用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的声波信号测量鱼群的位置和/或鱼群相对于所述声呐传感器的方向。

具体的，声呐传感单元11可以依据接收的声波信号测量鱼群的位置或测量鱼群相对于所述声呐传感器的方向；也可以依据接收的声波信号既测量鱼群的位置，又测量鱼群相对于声呐传感器的方向。

例如，声呐传感单元11可以依据发射的声波信号与接收到的声波信号间的时间差，以及声波信号在水中的传播速度，测量探测到的鱼群与声呐传感器间的距离，即测量鱼群的位置。

还需要说明的是，所述声呐传感单元11可以为一个集发射声波信号与接收声波信号于一身的声呐传感单元，也可以包括一个发射声波信号的子声呐传感单元及一个接收声波信号的子传感单元。

可选的，所述声呐传感器浮于水面，且所述声呐传感单元11的形状为三维凸面形，所述声呐传感单元用于向垂直于三维凸面形声呐传感单元11表面的方向发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的声波信号测量鱼群与所述声呐传感器的距离。

其中，所述三维凸面形状可以包括半球形、半椭球形、不规则半球形等。

其中，所述声呐传感器的探测范围大于0.3米。由于三维凸面形声呐传感单元11从不同位置发射声波信号，使声波信号的发射角大幅度增加，从而使声呐传感器在水下的探测范围大于0.3米，即该声呐传感器能够探测到深度大于0.3米的鱼群，提高了声呐传感器对浅水域中鱼群的探测能力，提高了声呐传感器的实用性。

可选的，所述声呐传感器包括至少两个声呐传感单元，对于每个声呐传感单元，用于向该声呐传感单元对应的预设方向发射并接收声波信号，其中，所述声呐传感单元，还用于确定鱼群相对于所述声呐传感器的方向。

具体的，声呐传感器可以包括至少两个三维凸面形声呐传感单元，且各三维凸面形声呐传感单元依次轮流发射并接收声波信号，其中，对于每个声呐传感单元，该声呐传感单元只向对应的预设方向发射声波信号，并接收从该预设方向返回的声波信号。因此，在任一声呐传感单元接收到被鱼群反射的声波信号时，将该声呐传感单元对应的预设方向确定为探测到的鱼群的方向。

结合图3a和图3b，包含至少两个声呐传感单元的多单元声呐传感器包括第一声呐传感单元111、第二声呐传感单元112、第三声呐传感单元113和第四声呐传感单元114，其中，第一声呐传感单元111，用于向预设的第一方向发射并接收声波信号；第二声呐传感单元112，用于向预设的第二方向发射并接收声波信号；第三声呐传感单元113，用于向预设的第三方向发射并接收声波信号；第四声呐传感单元114，用于向预设的第四方向发射并接收声波信号。

对于每个声呐传感单元，若该声呐传感单元中接收到被鱼群反射的声波信号，则将该声呐传感单元对应的预设方向确定为鱼群相对于声呐传感器的方向。

综上，本发明实施例中对声呐传感器中的三维凸面形声呐传感单元的个数不作限定，所述声呐传感器也可以包括一个声呐传感单元，也可以包括多个声呐传感单元。具体的，声呐传感器包括一个三维凸面形声呐传感单元时能够确定鱼群的位置；所述声呐传感器包括至少两个三维凸面形声呐传感单元时，该声呐传感器还能够确定鱼群相对于该声呐传感器的方向，且声呐传感单元的个数越多，测得的鱼群的方向越精确。

其中，声呐传感单元的材料可以包括电致伸缩材料、磁致伸缩材料或超磁致伸缩材料等。

需要说明的是，本发明实施例中声呐传感单元中的可以采用高灵敏度声呐接收器。另外，本实施例中提供的声呐传感单元可以为实心或空心。

本发明实施例一中提供的声呐传感器浮于水面，且声呐传感单元的形状为三维凸面形，扩大了该声呐传感单元发射的声波信号的覆盖范围，提高了声呐传感器的实用性。另外，声呐传感器包括至少两个三维凸面形声呐传感单元时，所述至少两个三维凸面形声呐传感单元不仅能够确定鱼群的位置，还能够确定鱼群的方向，提高了声呐传感器的探测效率。

实施例二：

图4是本发明实施例二中提供的声呐传感器的侧视示意图，图5是本发明实施例二中提供的多单元的声呐传感器的仰视示意图。如图4所示，该声呐传感器可以包括声呐传感单元21，所述声呐传感单元21用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号。

其中，所述声呐传感器沉于水中，所述声呐传感单元21的形状为圆柱形，且与连接线22连接，并由所述连接线22控制所述声呐传感器在水中的深度，其中，所述声呐传感单元21，用于向垂直于圆柱型声呐传感单元侧面的方向发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的声波信号测量鱼群与所述声呐传感器的距离。另外，用户可以通过连接线22确定鱼群在水中的深度。

圆柱形声呐传感单元21向垂直于圆柱形声呐传感单元21表面的方向发射并接收声波信号，即，该声呐传感单元发射的声波信号的发射角为180度，相比于现有的声呐传感单元，大幅度提高了声波信号的发射角，提高了对浅水域中鱼的探测能力。

可选的，所述声呐传感器可以包括至少两个声呐传感单元，对于每个声呐传感单元，用于向该声呐传感单元对应的预设方向发射声波信号，并接收声波信号，其中，所述至少两个声呐传感单元，还用于确定鱼群相对于所述声呐传感器的方向。即，在声呐传感器包括至少两个圆柱形声呐传感单元时，所述至少两个圆柱型声呐传感单元不仅可以确定鱼群的位置，还可以确定鱼群的方向。

需要说明的是，本发明实施例中对声呐传感器中的圆柱形声呐传感单元的个数不作限定，所述声呐传感器也可以包括一个声呐传感单元，也可以包括多个声呐传感单元。在声呐传感器包括至少两个声呐传感单元时，声呐传感单元的个数越多，测得的鱼群的方向越精确。

如图5所示，包含至少两个声呐传感单元的多单元声呐传感器可以包括第一声呐传感单元211、第二声呐传感单元212、第三声呐传感单元213和第四声呐传感单元214，其中，第一声呐传感单元211，用于向预设的第一方向发射并接收声波信号；第二声呐传感单元212中，用于向预设的第二方向发射并接收声波信号；第三声呐传感单元213，用于向预设的第三方向发射并接收声波信号；第四声呐传感单元214，用于向预设的第四方向发射并接收声波信号。

对于每个声呐传感单元，若该声呐传感单元接收到鱼群信号，则将该声呐传感单元对应的预设方向确定为鱼群相对于声呐传感器的方向。如，在第一声呐单元接收到被鱼群反射的声呐信号时，可以确定该鱼群位于该声呐传感器的东北方向。

本发明实施例二中提供的声呐传感器为沉在水中的包括圆柱形声呐传感单元的声呐传感器，该圆柱形声呐传感单元可以探测浅水域中的鱼群，提高了声呐传感器的探测能力。另外，该圆柱形声呐传感单元可以确定探测到的鱼与传感器间的距离，鱼在水中的深度和鱼的方向，提高了声呐传感器的探测效率。

实施例三：

图6是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器的仰视示意图，图7a是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器发射声波信号的示意图，图7b是本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器接收声波信号的示意图。结合图6、图7a和图7b，该相控器声呐传感器31包括

所述相控阵声呐传感器31浮于水面，且包括多行(或多列)本发明实施例一中提供的三维凸面形声呐传感单元311。所述多行三维凸面形声呐传感单元311用于在扫描信号驱动下发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，所述相控阵声呐传感器31依据所述多行三维凸面形声呐传感单元311接收到的声波信号确定鱼群的位置。

具体的，可以采用相控阵扫描的方式激励扫描信号，使扫描信号同时到达预设的指定区域以增强探测信号强度。其中，各声呐传感单元311的相对位置已知，相控阵声呐传感器31可以依据至少三个声呐传感单元311接收的声波信号，确定检测到的鱼群的位置，即，确定鱼群的三维坐标。另外，该相控阵声呐传感器31还可以同时扫描多个区域，以同时跟踪探测多个鱼群，进而提高鱼群的探测精度和效率。

其中，所述声呐传感单元311的个数与预设的对鱼群的探测精度和速度相关。该相控阵声呐传感器31中根据探测精度和探测速度的需求，可以设置不同的声呐传感单元311的数量。声呐传感单元311单次扫描的空间范围可以用目标鱼群中鱼的尺寸进行设定，可以根据待探测鱼群中鱼的尺寸，确定扫描区域格点的大小。另外，还可以通过相控阵的方式控制该声呐传感器31中的不同的声呐传感单元311向对不同的空间范围同时进行扫描，从而实现同时探测多个鱼群。

本发明实施例三中提供的相控阵声呐传感器能够确定鱼群的三维坐标，即，能够确定鱼群的位置，实现了对鱼群的准确定位，提高了声呐传感器的探测效率。

实施例四：

图8是本发明实施例四中提供的简易相控阵声呐传感器的仰视示意图。如图8所示，所述简易相控阵声呐传感器41包括三个第二声呐传感单元412和一个三维凸面形的第一声呐传感单元411，其中，所述至少三个第二声呐传感单元412分别设置于所述第一声呐传感单元411的周围；

所述第一声呐传感单元411用于发射声波信号；

所述至少三个第二声呐传感单元412用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器41浮于水面，且根据所述至少三个第二声呐传感单元412接收的声波信号确定鱼群的位置。

需要说明的是，本实施例对简易相控阵声呐传感器41的形状不作限定，所述简易相控阵声呐传感器41可以为矩形、圆形或椭圆形等其他形状。如，在所述声呐传感器41的形状为矩形时，所述第一声呐传感单元411可以设置在矩形的声呐传感器41的中心位置附近，所述第二声呐传感单元412可以分别设置在所述矩形的顶点位置处。

还需要说明的是，本实施例对第二声呐传感单元412的数量也不作限定，只需第二声呐传感单元412的数量大于3个即可。

本发明实施例四中提供的简易相控阵声呐传感器能够确定鱼群的三维坐标，即，能够确定鱼群的位置，实现了对鱼群的准确定位，提高了声呐传感器的探测效率。

实施例五：

图9是本发明实施例五中提供的简易相控阵声呐传感器的仰视示意图。如图9所示，所述简易相控阵声呐传感器51包括两个第二声呐传感单元512和一个三维凸面形的第一声呐传感单元511，其中，所述至少两个第二声呐传感单元512分别设置于所述第一声呐传感单元511的周围；

所述第一声呐传感单元511用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号；

所述至少两个第二声呐传感单元512用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器51浮于水面，且根据所述第一声呐传感单元511和所述至少两个第二声呐传感单元512接收的声波信号确定鱼群的位置。

需要说明的是，本实施例对简易相控阵声呐传感器51的形状不作限定，所述简易相控阵声呐传感器51可以为矩形、圆形或椭圆形等。

还需要说明的是，本实施例对第二声呐传感单元512的数量也不作限定，只需第二声呐传感单元512的数量大于2个即可。

本发明实施例五中提供的简易相控阵声呐传感器能够确定鱼群的三维坐标，即，能够确定鱼群的位置，实现了对鱼群的准确定位，提高了声呐传感器的探测效率。

上述仅为本发明的较佳实施例。本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅限于以上实施例，凡在本发明实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种声呐传感器，其特征在于，包括声呐传感单元，其中，

所述声呐传感单元，用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号，且依据接收的被鱼群反射的声波信号测量鱼群的位置和/或鱼群相对于所述声呐传感器的方向；

其中，所述声呐传感器的探测深度大于0.3米；

所述声呐传感器包括第一声呐传感单元、第二声呐传感单元、第三声呐传感单元和第四声呐传感单元，其中，第一声呐传感单元，用于向预设的第一方向发射并接收声波信号；第二声呐传感单元，用于向预设的第二方向发射并接收声波信号；第三声呐传感单元，用于向预设的第三方向发射并接收声波信号；第四声呐传感单元，用于向预设的第四方向发射并接收声波信号；

对于任一声呐传感单元，若该声呐传感单元接收到被鱼群反射的声呐信号，则确定鱼群相对于声呐传感器的方向为该声呐传感单元对应的预设方向。

2.根据权利要求1所述的声呐传感器，其特征在于，所述声呐传感单元为空心或实心。

3.一种相控阵声呐传感器，其特征在于，包括多行三维凸面形声呐传感单元，且所述相控阵声呐传感器浮于水面，其中，

所述多行三维凸面形声呐传感单元，用于在相控阵扫描信号驱动下，发射并接收声波信号；

所述相控阵声呐传感器，用于依据至少三个所述三维凸面形声呐传感单元接收到的声波信号以及所述三维凸面形声呐传感单元的相对位置确定鱼群的位置。

4.根据权利要求3所述的相控阵声呐传感器，其特征在于，

所述声呐传感单元的个数与预设的对鱼群的探测精度和速度相关。

5.一种简易相控阵声呐传感器，其特征在于，包括至少三个第二声呐传感单元和一个三维凸面形的第一声呐传感单元，其中，

所述至少三个第二声呐传感单元分别设置于所述第一声呐传感单元的周围；

所述第一声呐传感单元用于发射声波信号；

所述至少三个第二声呐传感单元用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器浮于水面，且根据所述至少三个第二声呐传感单元接收的声波信号确定鱼群的位置。

6.一种简易相控阵声呐传感器，其特征在于，包括至少两个第二声呐单元和一个三维凸面形的第一声呐传感单元，其中，

所述至少两个第二声呐传感单元分别设置于所述第一声呐传感单元的周围；

所述第一声呐传感单元用于发射声波信号，并接收被鱼群反射的声波信号；

所述至少两个第二声呐传感单元用于接收被鱼群反射的声波信号；

所述简易相控阵声呐传感器浮于水面，且根据所述第一声呐传感单元及所述至少两个第二声呐传感单元接收的声波信号确定鱼群的位置。