基于交换架构的手持三维成像声纳设计

提出一种基于串行总线数据交互的芯片间及板间的总线交互结构数据通信解决方案,解决板上及板间数据传输的瓶颈问题,同时针对手持设备体积有限,散热困难等因素,设计一种利用高性能多核处理器和低功耗FPGA的平台结构,提出一种基于这种新型处理架构平台的水下远场频域三维成像算法。测试结果表明:该架构下的实时处理算法满足实时性要求。

兼顾远场和近场性能的便携式三维声纳设计

为了降低三维成像声纳系统的复杂度,并保证系统在整个水下探测范围内具有准确的波束图,提出兼顾远场和近场性能的便携式三维成像声纳设计方法.该设计采用十字型阵列实现三维声纳成像,相比平面阵,极大降低了硬件复杂度,设备灵活轻便.针对发射阵列,提出近场条件下的多频发射波束形成算法,根据十字型阵列的景深划分多个发射聚焦区间,并通过菲涅尔近似,配置各聚焦区间的时延参数,保证近场的波束性能.针对接收阵列,提出优化的CZT (chirp zeta transform)波束形成算法,可实现远场和近场条件下的快速波束形成,且计算量低于其他波束形成算法.仿真实验表明,在近场聚焦区间内,该算法的角度分辨率和旁瓣高度变化差异较小,波束图性能稳定.实际水下实验证实该设计可以在探测场景内获得清晰的水下三维图像.