CN105629245B - 一种测高声纳装置 - Google Patents

一种测高声纳装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105629245B
CN105629245B CN201610153872.0A CN201610153872A CN105629245B CN 105629245 B CN105629245 B CN 105629245B CN 201610153872 A CN201610153872 A CN 201610153872A CN 105629245 B CN105629245 B CN 105629245B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
echo
circuit
fpga
sonar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610153872.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105629245A (zh
Inventor
王晓峰
张超
谢磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin sea star underwater robot Co., Ltd.
Original Assignee
Tianjin Sea Star Underwater Robot Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Sea Star Underwater Robot Co Ltd filed Critical Tianjin Sea Star Underwater Robot Co Ltd
Priority to CN201610153872.0A priority Critical patent/CN105629245B/zh
Publication of CN105629245A publication Critical patent/CN105629245A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105629245B publication Critical patent/CN105629245B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种测高声纳装置，包括声纳换能器，用于发射模拟信号，同时接收回波信号；信号源发射电路，接收来自FPGA处理电路的信号，发送给声纳换能器；回波信号接收电路，接收回波信号，输出至FPGA处理电路；FPGA处理电路，为信号源提供数据样本点，将数字信号模拟化传送给声纳换能器；控制声纳换能器对回波信号进行转换；利用FPGA实现互相关算法，并将处理结果转换成高度信息；搭建串口通信模块和总体状态机；通信电路，用于FPGA处理电路与计算机之间的通信；电源电路，将测高声纳装置的供电变换成各个模块所需要的电压。本发明的优点体现在：体积小、重量轻，适于在水下机器人上使用；适用于对多种海底底质的回波测量，测量精度高。

Description

一种测高声纳装置
技术领域
本发明涉及声纳技术领域，具体涉及一种测高声纳装置。
背景技术
现有测高声纳由于多数使用CW信号脉冲和固定门限判别回波信号，因而，经常无法对不同底质的海底距离进行准确的测量、测量误差大。此外，体积大、重量重，不太适合在水下机器人上使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种测高声纳装置，以解决现有技术中测量不准确、误差大以及体积大、重量重的缺点。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种测高声纳装置，包括
声纳换能器，用于发射信号源发射电路输入的模拟信号，同时接收回波信号并输出至回波信号接收电路；
信号源发射电路，接收来自FPGA处理电路的信号，将数字信号模拟化后，发送给声纳换能器；
回波信号接收电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号输出至FPGA处理电路；
FPGA处理电路，为信号源提供数据样本点，通过MATLAB制作的LFM信号经过量化后存入FPGA中，并由FPGA控制时序将数字信号模拟化传送给声纳换能器；同时，控制声纳换能器对回波信号进行转换，将数字信号缓存到FIFO中，用以后续的处理；利用FPGA实现互相关算法，并将处理结果转换成高度信息；搭建串口通信模块，将高度信息进行数据编码后发送给计算机终端；搭建总体状态机，确保各部分功能的工作逻辑时序正确；
通信电路，用于FPGA处理电路与计算机之间的通信；
电源电路，将测高声纳装置的供电变换成各个模块所需要的电压。
进一步的，所述信号源发射电路包括D/A转换电路和放大驱动电路，接收来自FPGA处理电路的数字信号，将数字信号经D/A转换电路模拟化后，经放大驱动电路处理后输出至声纳换能器。
进一步的，所述回波信号接收电路包括A/D转换电路和滤波放大电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号经滤波放大后，经A/D转换电路输出至FPGA处理电路。
本发明公开的一种测高声纳装置，具有以下有益效果：
1.体积小、重量轻，适于在水下机器人上使用；
2.适用于对多种海底底质的回波测量，测量精度高(≤2cm)。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
请参见图1。一种测高声纳装置，包括
声纳换能器，用于发射信号源发射电路输入的模拟信号，同时接收回波信号并输出至回波信号接收电路；
信号源发射电路，接收来自FPGA处理电路的信号，将数字信号模拟化后，发送给声纳换能器；
回波信号接收电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号输出至FPGA处理电路；
FPGA处理电路，为信号源提供数据样本点，通过MATLAB制作的LFM信号经过量化后存入FPGA中，并由FPGA控制时序将数字信号模拟化传送给声纳换能器；同时，控制声纳换能器对回波信号进行转换，将数字信号缓存到FIFO中，用以后续的处理；利用FPGA实现互相关算法，并将处理结果转换成高度信息；搭建串口通信模块，将高度信息进行数据编码后发送给计算机终端；搭建总体状态机，确保各部分功能的工作逻辑时序正确，使系统有条不紊的进行；
通信电路，用于FPGA处理电路与计算机之间的通信；
电源电路，将测高声纳装置的供电变换成各个模块所需要的电压。
本实施例中，所述信号源发射电路包括D/A转换电路和放大驱动电路，接收来自FPGA处理电路的数字信号，将数字信号经D/A转换电路模拟化后，经放大驱动电路处理后输出至声纳换能器。
本实施例中，所述回波信号接收电路包括A/D转换电路和滤波放大电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号经滤波放大后，经A/D转换电路输出至FPGA处理电路。
本发明体积小、重量轻，适于在水下机器人上使用；适用于对多种海底底质的回波测量，测量精度高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种测高声纳装置，其特征在于，包括
声纳换能器，用于发射信号源发射电路输入的模拟信号，同时接收回波信号并输出至回波信号接收电路；
信号源发射电路，接收来自FPGA处理电路的信号，将数字信号模拟化后，发送给声纳换能器；
回波信号接收电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号输出至FPGA处理电路；
FPGA处理电路，为信号源提供数据样本点，通过MATLAB制作的LFM信号经过量化后存入FPGA中，并由FPGA控制时序将数字信号模拟化传送给声纳换能器；同时，控制声纳换能器对回波信号进行转换，将数字信号缓存到FIFO中，用以后续的处理；利用FPGA实现互相关算法，并将处理结果转换成高度信息；搭建串口通信模块，将高度信息进行数据编码后发送给计算机终端；搭建总体状态机，确保各部分功能的工作逻辑时序正确；
通信电路，用于FPGA处理电路与计算机之间的通信；
电源电路，将测高声纳装置的供电变换成各个模块所需要的电压。
2.根据权利要求1所述的一种测高声纳装置，其特征在于，所述信号源发射电路包括D/A转换电路和放大驱动电路，接收来自FPGA处理电路的数字信号，将数字信号经D/A转换电路模拟化后，经放大驱动电路处理后输出至声纳换能器。
3.根据权利要求1所述的一种测高声纳装置，其特征在于，所述回波信号接收电路包括A/D转换电路和滤波放大电路，接收来自声纳换能器的回波信号，将接收的回波信号经滤波放大后，经A/D转换电路输出至FPGA处理电路。
CN201610153872.0A 2016-03-17 2016-03-17 一种测高声纳装置 Active CN105629245B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610153872.0A CN105629245B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种测高声纳装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610153872.0A CN105629245B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种测高声纳装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105629245A CN105629245A (zh) 2016-06-01
CN105629245B true CN105629245B (zh) 2017-12-15

Family

ID=56044360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610153872.0A Active CN105629245B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种测高声纳装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105629245B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109239714A (zh) * 2018-08-28 2019-01-18 天津海之星水下机器人有限公司 一种基于宽带线性调频信号检测原理的侧高声呐
CN109871122B (zh) * 2019-01-18 2023-01-10 深圳大学 一种智能电子设备的水下操控系统及其操控方法
CN112630759A (zh) * 2020-11-24 2021-04-09 海鹰企业集团有限责任公司 一种基于fpga的水声应答器电子设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5763837A (en) * 1994-10-11 1998-06-09 Davignon; Andre Automatic biometric data system
JP2012184932A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Nippon Steel Engineering Co Ltd 重機制御装置
CN103033814B (zh) * 2012-12-21 2014-08-13 中国船舶重工集团公司第七一○研究所 一种用于声纳探测定位的多源数据融合平台及方法
CN103809169A (zh) * 2014-03-04 2014-05-21 中国人民解放军海军陆战学院 一种声纳测试系统和测试方法
CN104316932B (zh) * 2014-11-05 2016-12-07 哈尔滨工程大学 一种uuv抵近海底作业的定高航行系统及航行方法
CN205404806U (zh) * 2016-03-17 2016-07-27 天津海之星海洋科技发展有限公司 一种测高声纳装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105629245A (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105629245B (zh) 一种测高声纳装置
CN106990431A (zh) 一种近海底水合物探测系统
CN104199036B (zh) 测距装置及机器人系统
CN101526618B (zh) 一种水下目标定位装置
CN108802735A (zh) 一种用于未知声速环境的水下目标定位及测速方法和装置
CN104407340A (zh) 拖曳线列阵阵形标定装置及方法
CN103926934B (zh) 一种用于水下机器人与水下工作平台对接的声纳检测装置及其检测方法
CN102923283A (zh) 水下定深定高拖曳装置
JPS58213271A (ja) 搬送体に対する水中対象物の相対的位置を音波によりテレメ−タ測定する方法及び装置
CN107064943B (zh) 一种海底缆线定位声纳系统及定位方法
CN102081170A (zh) 基于声学长基线和超短基线组合定位的海底电缆二次定位方法
CN102841343A (zh) 一种基于工控机的回声测深仪校准系统及其校准方法
CN202230200U (zh) 带缆水下潜器超声波定位与轨迹监测系统
CN205404806U (zh) 一种测高声纳装置
CN206638818U (zh) 一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统
JP2014035328A (ja) 水中位置関係情報取得システム及び水中位置関係情報取得方法
CN111707984A (zh) 一种水下目标测距定向搜寻系统
CN111982156A (zh) 一种基于水下回声模拟技术的单波束测深仪校准方法
CN105181047A (zh) 一种沿海水流量高频声学监测系统及其监测方法
CN207096467U (zh) 一种近海底水合物探测系统
CN115877364A (zh) 一种水声定位仪的计量校准系统
CN111665510A (zh) 一种水下设备的定位求解设备和定位求解系统
CN105352859A (zh) 一种用于检测流体在线多参数性状结构的方法
CN210803713U (zh) 一种水声定位系统
CN113109823A (zh) 一种拖曳线列阵阵形实时测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170817

Address after: 300450, Tianjin economic and Technological Development Zone Tianjin Taida small and medium-sized enterprise garden 4 building, floor 107 workshop

Applicant after: Tianjin sea star underwater robot Co., Ltd.

Address before: 300457, Tianjin Binhai New Area Economic and Technological Development Zone, Tianjin TEDA SME Park Building 1, block C1, 603

Applicant before: TIANJIN OSTAR OCEAN SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant