[发明专利]一种三维摄像声呐原始数据离线上传方法

权利要求书

1.一种三维摄像声呐原始数据离线上传的方法，实现所述方法的系统包括：多个信号采集子系统、信号交互子系统、主控上位机；

其中，所述的主控上位机包含PC机，用于接收信号交互子系统发送来的预处理数据，并将该预处理数据存储于硬盘内；

所述的信号采集子系统包括：

信号采集FPGA单元，用于控制信号数据的采集与预处理数据的存储，并将存储的预处理数据转送至信号交互子系统；

信号处理电路，用于对采集的信号数据进行放大滤波处理；

AD芯片，用于对放大滤波后的信号数据进行模数转换，得到预处理数据；

所述的信号交互子系统包括：

信号交互FPGA单元，其扩展了DDR存储器，用于缓存由多个信号采集FPGA单元发送的预处理数据，并将预处理数据转送至嵌入式处理器；

嵌入式处理器，用于控制声波发射与信号数据采集，将接收的预处理数据进行缓存，并将预处理数据转送至主控上位机；

所述方法包括以下步骤：

(1)’嵌入式处理器将三维摄像声呐聚焦距离均匀划分为N个距离档，并初始令距离档索引n＝1，n为自然数，n的取值为1～N，每个距离档的距离由信号采集FPGA单元内部RAM空间大小所确定，每个距离档内采集的信号数据量不能超过采集FPGA单元内部RAM空间，具体表示为：

Size≥2×Fs×Ch×Nb×d/c

其中，Size为FPGA内部RAM的大小，单位为bit；Fs为采样率，单位为Hz；Ch为每个信号采集子系统中当前采集时所用的采集通道数量；Nb为AD芯片采样位宽，单位为bit；d为每个距离档的长度，单位为m；c为水中声速，单位m/s；

(2)’嵌入式处理器控制声呐进行声波发射，并等待t_wn秒，其中，t_wn的计算过程为：

t_wn＝2×(D+(n-1)×d)/c

其中，D为盲区距离，单位为m，d为每个距离档的长度，单位为m；c为水中声速，单位为m/s；

(3)’嵌入式处理器控制信号采集FPGA单元进行信号数据的采集与预处理，并将预处理数据缓存于信号采集FPGA单元内，此过程所需的时间为t_a；

(4)’信号采集FPGA单元通过LVDS接口将存储的预处理数据发送至信号交互FPGA单元，并于DDR存储器内进行缓存；信号交互FPGA单元通过PCIe总线将DDR存储器内缓存的预处理数据发送至嵌入式处理器；嵌入式处理器将接收的预处理数据发送至PC机，并于硬盘内进行存储，所需的时间为t_b；

(5)’嵌入式处理器令t_n＝t_wn+t_a+t_b，T_n＝T_n-1+t_n，并判断T_n是否小于T，若是，令n＝n+1，并执行步骤(2)’～步骤(5)’，若否，结束信号数据的采集，t_n为对第n个距离档内的信号数据的获取时间，T_n为前n个距离档内的信号数据的获取时间，T为三维摄像声呐全部聚焦距离内的信号数据的获取时间，此处的获取指的是信号数据的产生采集以及上传；

T的计算公式为：