CN117031477A - 一种自动变频多波束测深系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动变频多波束测深系统及方法，系统包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；发射机，用于发射声信号；接收机，用于接收与声信号对应的回波信号；并基于声信号、回波信号，确定目标信号；以及将目标信号发送给甲板单元；甲板单元，用于PC端、发射机、接收机之间的信号传递；PC端，用于基于目标信号计算深度值；并根据深度值，通过甲板单元传递信号来控制调整发射弧形阵和接收阵换能器的工作模式，以提高测深精度和效率。

Description

一种自动变频多波束测深系统及方法
技术领域
本发明涉及水下勘测声呐技术领域，具体涉及一种自动变频多波束测深系统及方法。
背景技术
目前，水下勘测声呐能够利用声波进行水下探测。具体的，通过产生和接收声波来探测水下环境，来帮助人们更好地了解水下地质结构、地形地貌、水文信息等。因此，水下勘测声呐被广泛应用于海洋工程、水下考古、环境保护等领域。
在实践中发现，频率是测深效率及效果的决定因素之一，而现有市场上多波束测深的频率通常是单一固定的。由于水下测深场景的复杂性，单一频率的多波束测深装置难以满足使用要求。可见，现有的多波束测深装置的测深精度和效率有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动变频多波束测深系统及方法，以提高测深精度和效率。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种自动变频多波束测深系统，发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；以及
所述发射机，用于发射声信号；
所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；
所述甲板单元，用于所述PC端、所述发射机、所述接收机之间的信号传递；
所述PC端，用于基于目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元传递信号来控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式；其中，所述目标信号为FPGA对所述回波信号进行控制处理后得到的信号。
作为一种可选的实施方式，所述PC端用于根据所述深度值，通过所述甲板单元传递信号来控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式的方式具体为：
如果所述深度值小于或者等于预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第一频率工作模式；
如果所述深度值大于所述预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第二频率工作模式；
其中，所述第一频率工作模式对应的第一频率高于所述第二频率工作模式对应的第二频率。
作为一种可选的实施方式，所述预设的深度阈值为150m，所述第一频率为400k，所述第二频率为200k；其中，在所述第一频率为400k的所述第一频率工作模式下，角度分辨率为0.5°；在所述第二频率为200k的所述第二频率工作模式下，角度分辨率为1°。
作为一种可选的实施方式，所述PC端还用于：
实时显示所述深度值。
作为一种可选的实施方式，所述发射部分和所述接收部分设置于所述发射机和所述接收机中的压电元件层，并且，所述发射机和所述接收机还包括防水层、背衬层、壳体、接口部以及电路连接线；其中，所述壳体内部依次放置所述背衬层、所述压电元件层和所述防水层，并且所述背衬层位于所述壳体内部最底层；以及
所述背衬层，用于吸收进入所述背衬层的所述声信号的能量；
所述防水层，用于隔绝水体与换能器构件；
所述接口部，用于连接所述电路连接线，以传输电信号。
作为一种可选的实施方式，所述背衬层为50mm厚的硬脂泡沫。
作为一种可选的实施方式，所述防水层为10mm厚的防水聚氨酯，且其表面涂覆仿生物附着材料。
作为一种可选的实施方式，所述接收机中所述接收部分包括200k谐振频率对应的第一通道尺寸的接收通道、以及400k谐振频率对应的第二通道尺寸的接收通道；其中，所述第一通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度4mm；所述第二通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度2mm。
作为一种可选的实施方式，所述发射机中所述发射部分包括200k频率对应的第一弧形发射阵尺寸的发射弧形阵、以及400k频率对应的第二弧形发射阵尺寸的发射弧形阵；其中，所述第一弧形发射阵尺寸为：内径20mm、外径60mm、厚度40mm以及高度60mm；所述第二弧形发射阵尺寸为：内径40mm、外径60mm、厚度20mm以及高度60mm。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种自动变频多波束测深方法，包括：
发射声信号；
接收与所述声信号对应的回波信号；
基于所述声信号、所述回波信号，确定目标信号；
基于所述目标信号计算深度值；
根据所述深度值，通过所述甲板单元将信号传递给FPGA，FPGA进行控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
自动变频多波束测深系统包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；所述发射机，用于发射声信号；所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；所述甲板单元，用于将所述目标信号转发给所述PC端；所述PC端，用于基于所述目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式。这一过程通过引入不同谐振频率的发射和接收阵，实时检测水面深度，使用合适的测量频率，以提高测深精度和效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种自动变频多波束测深系统的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的另一种自动变频多波束测深系统的结构示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种发射机和接收机的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种多通道接收阵换能器与发射阵换能器元件示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种单个发射弧形阵俯视图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种实例400k发射阵换能器俯视图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种实例200k发射阵换能器俯视图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种实例接收阵换能器与发射阵换能器示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种自动变频多波束测深方法的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种自动变频多波束测深系统的结构示意图的示意框图，如图1所示，包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；以及
所述发射机，用于发射声信号；
所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；
所述甲板单元，用于所述PC端、所述发射机、所述接收机之间的信号传递；
所述PC端，用于基于所述目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元传递信号来控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式；其中，所述目标信号为FPGA对所述回波信号进行控制处理后得到的信号。
其中，现有市场上多波束测深的频率通常是单一固定的，而频率是测深效率及效果的决定因素之一。
本申请基于实践中进行多波束测深的经验可得，低频的声波由于波长较长，应用时，分辨率较低，但是可以能够穿透更深的水层或水底，且其受水中的温度、盐度等环境因素影响较高频小，因此更多应用于深层的测深。高频的声波穿透能力上相对较弱，且受环境因素影响较大，但由于其能够产生更高的分辨率，能够更好地捕捉水下目标的细节和地形变化，因此被普遍用于深度不深、水质清晰的场景。对此，本申请引入了不同谐振频率的发射和接收阵，实时检测水面深度，使用合适的测量频率，提升测深的精度和效率。
具体的，自动变频多波束测深系统中的发射换能器（上述的发射弧形阵）和接收阵换能器可以由不同谐振频率陶瓷组成。而在陶瓷尺寸确定以后，其谐振频率就对应确定。因此，本申请提出一种采用不同尺寸的陶瓷构成的发射换能器，在技术结构上为多波束测深系统发射多种频率提供可行性。并且，在PC端可以实时显示深度数据，以及通过逻辑算法判断该深度下应该采用的频率，通过甲板单元将信号传递给处理及控制FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列），完成对发射和接收频率的转换。通过这种系统结构，在测深过程中，针对浅水和深水两种测深场景，可以实现自动变频测深，达到更精准的测深效果以及更高的测深效率。
其中，对于在浅水区域进行测深的测深场景，令有发射换能器和接收阵换能器均处于高频率的工作状态，能够获得高分辨率，更好地捕捉水下目标的细节和地形变化。其中，发射换能器和接收阵换能器的频率一致。发射换能器发射声信号，接收阵换能器接收回波信号。对于在深水区域进行测深的测深场景，令有发射换能器和接收阵换能器均处于低频率的工作状态，能够获得较远距离探测，提升探测效率。其中，发射换能器和接收阵换能器的频率一致。发射换能器发射声信号，接收阵换能器接收回波信号。
其中，通过处理及控制FPGA，能够对发射机发射的声信号以及接收机接收的回波信号提取得到所需要的信号，即上述的目标信号。再将目标信号发送给甲板单元，以使甲板单元将目标信号转发给PC端。PC端可以基于预设的深度值计算算法，基于所述目标信号计算得到深度值。其中，再得到深度值之后，PC端可以实时显示该深度值，并根据深度值的大小，通过甲板单元将信号传递给处理及控制FPGA，调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式。这里的调整主要指的是工作频率的调整。对于深度值指示当前测深环境为浅水区域的情况，可以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式调整为频率较高的模式；对于深度值指示当前测深环境为深水区域的情况，可以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式调整为频率较低的模式。
请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的另一种自动变频多波束测深系统的结构示意图，如图2所示，测深时，响应于确认设备处于工作状态，发射机发射声信号，接收机接收部分可以多通道采集接收回波信号。通过处理及控制FPGA，提取所需信号，通过交换机输出给PC端。其中，甲板单元中的电源系统用于给甲板单元供电。具体的，PC端可以通过算法计算出深度值。当计算深度值小于等于150m时，PC端通过交换机，再通过处理及控制FPGA，改变发射阵和接收阵换能器处于400k频率的工作模式，该频率模式下，角度分辨率为0.5°，检测的图像更清晰。当计算深度值大于等于150m时，PC端通过交换机，再通过处理及控制FPGA，改变发射阵和接收阵换能器处于200k频率的工作模式，角度分辨率为1°，其探测距离更远能满足400m的探测要求。可以理解，图2所示发射部分指的是整个测深系统中用于实现信号发射的发射部分，接收部分指的是整个测深系统用于实现信号接收的接收部分，不同于上述发射机所包含的发射部分（所述发射弧形阵），上述接收机所包含的接收部分（所述接收阵换能器）。
其中，FPGA可以分别与发射机、接收机以及甲板单元建立连接，基于FPGA能够对发射机、接收机的信号进行处理。并且，甲板单元能够和FPGA之间进行信号的传递，以通过甲板单元的信号转发，实现PC端与FPGA之间的信号传递，从而实现发射阵和接收阵换能器工作模式的切换。
其中，由于水体和目标物体都能反射声信号，但是由于目标物体的反射信号强于水体的反射信号，FPGA筛选出能量最强的反射信号，作为所需信号。即，从上述回波信号中筛选出能量最强的信号，作为上述的目标信号，后续基于该目标信号计算深度值。并且，当PC端实时显示深度小于150m时，FPGA发出信号，使400k的发射和接收换能器处于工作状态，200k的处于关闭状态。大于150m，则相反。并且，多通道指的是，发射和接收都有很多通道，这些通道分为200k和400k，FPGA可以控制哪些通道处于工作和不工作（开关）。
其中，发射机发射特定频率的声波信号，当声波与目标或物体相互作用时，会产生回波。声呐接收机接收这些回波信号。接收到的回波信号经过信号处理，以分析它们的时间延迟、振幅和相位等信息。通过选取多个所需点的信号，通过分析发射和接收的时间差，计算出深度值。
作为一种可选的实施方式，所述PC端用于根据所述深度值，通过所述甲板单元控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式的方式具体为：
如果所述深度值小于或者等于预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，对FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第一频率工作模式；
如果所述深度值大于所述预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，对FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第二频率工作模式；
其中，所述第一频率工作模式对应的第一频率高于所述第二频率工作模式对应的第二频率。
作为一种可选的实施方式，所述预设的深度阈值为150m，所述第一频率为400k，所述第二频率为200k；其中，在所述第一频率为400k的所述第一频率工作模式下，角度分辨率为0.5°；在所述第二频率为200k的所述第二频率工作模式下，角度分辨率为1°。
作为一种可选的实施方式，所述PC端还用于：
实时显示所述深度值。
作为一种可选的实施方式，所述发射部分和所述接收部分设置于所述发射机和所述接收机中的压电元件层，并且，所述发射机和所述接收机还包括防水层、背衬层、壳体、接口部以及电路连接线；其中，所述壳体内部依次放置所述背衬层、所述压电元件层和所述防水层，并且所述背衬层位于所述壳体内部最底层；以及
所述背衬层，用于吸收进入所述背衬层的所述声信号的能量；
所述防水层，用于隔绝水体与换能器构件；
所述接口部，用于连接所述电路连接线，以传输电信号。
其中，换能器构件指的是发射机和接收机中的背衬层、压电元件层、接口部以及电路连接线。
请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的一种发射机和接收机的结构示意图，其包含发射机和接收机的其他必要组件，具体包括包括壳体1，以及设置于所述壳体1内部依次放置的背衬层4、压电元件层3和防水层2，所述背衬层4位于所述壳体1内部最底层；所述背衬层4，用于吸收进入该背衬层4的声信号能量；所述压电元件层3，用于产生振动发出声信号并接收反射的声信号，所述压电元件层3包括发射阵和接收面阵，所述发射阵具体为多通道弧形发射阵；所述防水层2，用于隔绝水体与换能器构件。所述防水层2隔绝水体与换能器构件，能够避免水体对压电元件及电路的影响；背衬层4吸收进入该背衬层4的声信号能量，能够减少对发射声信号的干扰。接口部7用于连接所述电路连接线6，以传输电信号。电路连接线6连接至FPGA，实现信号的发射、处理及控制。并且，图3所示结构即为图2中发射机和多通道接收采集部分。
作为一种可选的实施方式，所述背衬层为50mm厚的硬脂泡沫。
作为一种可选的实施方式，所述防水层为10mm厚的防水聚氨酯，且其表面涂覆仿生物附着材料。
作为一种可选的实施方式，所述接收机中所述接收部分包括200k谐振频率对应的第一通道尺寸的接收通道、以及400k谐振频率对应的第二通道尺寸的接收通道；其中，所述第一通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度4mm；所述第二通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度2mm。
请参阅图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种多通道接收阵换能器与发射阵换能器元件示意图，如图4所示，所述接收阵具体为由n条通道组成的接收阵换能器，在具体应用场景中可以是由2条通道组成。200k条通道尺寸为200mm（长度）×10mm（宽度）×4mm（厚度）；400k条通道尺寸为200mm（长度）×10mm（宽度）×2mm（厚度）。发射阵和接收阵封装至同一基阵上。
作为一种可选的实施方式，所述发射机中所述发射部分包括200k频率对应的第一弧形发射阵尺寸的发射弧形阵、以及400k频率对应的第二弧形发射阵尺寸的发射弧形阵；其中，所述第一弧形发射阵尺寸为：内径20mm、外径60mm、厚度40mm以及高度60mm；所述第二弧形发射阵尺寸为：内径40mm、外径60mm、厚度20mm以及高度60mm。
请参阅图5，图5是根据一示例性实施例示出的一种单个发射弧形阵俯视图，请一并参阅图6，图6是根据一示例性实施例示出的一种实例400k发射阵换能器俯视图，请一并参阅图7，图7是根据一示例性实施例示出的一种实例200k发射阵换能器俯视图，400k弧形发射阵尺寸为内径40mm、外径60mm、厚度20mm、高度60mm；200k弧形发射阵尺寸为内径20mm、外径60mm、厚度40mm、高度60mm。
请一并参阅图8，图8是根据一示例性实施例示出的一种实例接收阵换能器与发射阵换能器示意图，如图8所示，接收阵换能器可以包括上述的200k接收阵换能器和400k接收阵换能器，发射阵换能器可以包括上述的200k发射阵换能器和400k发射阵换能器。
在本实施例中，自动变频多波束测深系统包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；所述发射机，用于发射声信号；所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；并基于所述声信号、所述回波信号以及FPGA，确定目标信号；以及将所述目标信号发送给所述甲板单元；所述甲板单元，用于将所述目标信号转发给所述PC端；所述PC端，用于基于所述目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式。这一过程通过引入不同谐振频率的发射和接收阵，实时检测水面深度，使用合适的测量频率，以提高测深精度和效率。
基于同一发明构思，图9是根据一示例性实施例示出的一种自动变频多波束测深方法的流程示意图，如图9所示，该方法适用于上述自动变频多波束测深系统中，包括：
步骤S91、发射声信号；
步骤S92、接收与所述声信号对应的回波信号；
步骤S93、基于所述声信号、所述回波信号，确定目标信号；
步骤S94、基于所述目标信号计算深度值；
步骤S95、根据所述深度值，通过甲板单元将信号传递给FPGA，FPGA进行控制调整发射弧形阵和接收阵换能器的工作模式。
在本实施例中，自动变频多波束测深系统包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；所述发射机，用于发射声信号；所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；并基于所述声信号、所述回波信号以及FPGA，确定目标信号；以及将所述目标信号发送给所述甲板单元；所述甲板单元，用于将所述目标信号转发给所述PC端；所述PC端，用于基于所述目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式。这一过程通过引入不同谐振频率的发射和接收阵，实时检测水面深度，使用合适的测量频率，以提高测深精度和效率。
本实施例各方法步骤实现方式及有益效果，可参照上述实施例相应模块的介绍，本实施例不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种自动变频多波束测深系统，其特征在于，包括发射机、接收机、甲板单元以及PC端；其中，所述发射机中发射部分包括多个不同频率的发射弧形阵，所述接收机中接收部分包括多条不同谐振频率接收通道组成的接收阵换能器；以及
所述发射机，用于发射声信号；
所述接收机，用于接收与所述声信号对应的回波信号；
所述甲板单元，用于所述PC端、所述发射机、所述接收机之间的信号传递；
所述PC端，用于基于目标信号计算深度值；并根据所述深度值，通过所述甲板单元传递信号来控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式；其中，所述目标信号为FPGA对所述回波信号进行控制处理后得到的信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC端用于根据所述深度值，通过所述甲板单元传递信号来控制调整所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式的方式具体为：
如果所述深度值小于或者等于预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第一频率工作模式；
如果所述深度值大于所述预设的深度阈值，则通过所述甲板单元，将信号传递给FPGA，FPGA进行控制处理，以将所述发射弧形阵和所述接收阵换能器的工作模式切换为第二频率工作模式；
其中，所述第一频率工作模式对应的第一频率高于所述第二频率工作模式对应的第二频率。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预设的深度阈值为150m，所述第一频率为400k，所述第二频率为200k；其中，在所述第一频率为400k的所述第一频率工作模式下，角度分辨率为0.5°；在所述第二频率为200k的所述第二频率工作模式下，角度分辨率为1°。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC端还用于：
实时显示所述深度值。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射部分和所述接收部分设置于所述发射机和所述接收机中的压电元件层，并且，所述发射机和所述接收机还包括防水层、背衬层、壳体、接口部以及电路连接线；其中，所述壳体内部依次放置所述背衬层、所述压电元件层和所述防水层，并且所述背衬层位于所述壳体内部最底层；以及
所述背衬层，用于吸收进入所述背衬层的所述声信号的能量；
所述防水层，用于隔绝水体与换能器构件；
所述接口部，用于连接所述电路连接线，以传输电信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述背衬层为50mm厚的硬质泡沫。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述防水层为10mm厚的防水聚氨酯，且其表面涂覆仿生物附着材料。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收机中所述接收部分包括200k谐振频率对应的第一通道尺寸的接收通道、以及400k谐振频率对应的第二通道尺寸的接收通道；其中，所述第一通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度4mm；所述第二通道尺寸为：长度200mm、宽度10mm以及厚度2mm。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射机中所述发射部分包括200k频率对应的第一弧形发射阵尺寸的发射弧形阵、以及400k频率对应的第二弧形发射阵尺寸的发射弧形阵；其中，所述第一弧形发射阵尺寸为：内径20mm、外径60mm、厚度40mm以及高度60mm；所述第二弧形发射阵尺寸为：内径40mm、外径60mm、厚度20mm以及高度60mm。
10.一种自动变频多波束测深方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的自动变频多波束测深系统，所述方法包括：
发射声信号；
接收与所述声信号对应的回波信号；
基于所述声信号、所述回波信号，确定目标信号；
基于所述目标信号计算深度值；
根据所述深度值，通过甲板单元将信号传递给FPGA，FPGA进行控制调整发射弧形阵和接收阵换能器的工作模式。
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