[发明专利]三维侧扫声呐成阵列方法及设备

权利要求书

1.一种三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，包括：根据接收时长差，将接收阵列的信号分割为若干距离快拍，对每个距离快拍进行常规波束形成，生成基于信号强度的灰度图像；根据信号强度设置每个距离快拍的范围，并根据声呐接收阵列偏航和俯仰方向的阵元数量和阵元间距，以及偏航角和俯仰角，设置二维卷积核；设置迭代次数并进入一距离快拍，进行Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算，若达到最大迭代次数，则将Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算的结果作为所述一距离快拍的输出。

2.根据权利要求1所述的三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，所述对每个距离快拍进行常规波束形成，生成基于信号强度的灰度图像，包括：

其中，S(x,y)为常规波束形成输出图像的强度数值；x,y分别为波束形成输出图像的横坐标和纵坐标，即预成波束的数量；f(m,n)为特定坐标的阵元的原始信号，为一复数；M,N分别为声呐接收阵列阵元在横向和纵向的数量；j为虚数单位；m为横向的第m个声呐接收阵列阵元；n为纵向的第n个声呐接收阵列阵元。

3.根据权利要求2所述的三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，所述并根据声呐接收阵列偏航和俯仰方向的阵元数量和阵元间距，以及偏航角和俯仰角，设置二维卷积核，包括：

其中，为卷积核二维数组；为偏航和俯仰方向的阵元数量；为偏航和俯仰方向的阵元间距；为俯仰角；为偏航角；为水声信号的波长。

4.根据权利要求3所述的三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，所述进行Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算，包括：

其中，为上一次迭代的输出；为本次迭代的输出；*为二维卷积运算。

5.根据权利要求4所述的三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，在所述进行Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算之后，还包括：若未达到最大迭代次数，则继续进行Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算。

6.根据权利要求5所述的三维侧扫声呐成阵列方法，其特征在于，在所述则将Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算的结果作为所述一距离快拍的输出之后，还包括：若完成对所有距离快拍的计算，则结束Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算。

7.一种三维侧扫声呐成阵列系统，其特征在于，包括：发射阵列模块，用于发射球面波或柱面波超声信号；接收阵列模块，用于将超声波回波的声压强度的变化转换为电信号，并通过正交解调电路提取信号的幅值和相位；波束形成和反卷积模块，用于实现如权利要求1至6任一权利要求所述的三维侧扫声呐成阵列方法；显示控制模块，用于进行用户交互和三维成像数据的显示。

8.一种三维侧扫声呐成阵列装置，其特征在于，包括：第一主模块，用于根据接收时长差，将接收阵列的信号分割为若干距离快拍，对每个距离快拍进行常规波束形成，生成基于信号强度的灰度图像；第二主模块，用于根据信号强度设置每个距离快拍的范围，并根据声呐接收阵列偏航和俯仰方向的阵元数量和阵元间距，以及偏航角和俯仰角，设置二维卷积核；第三主模块，用于设置迭代次数并进入一距离快拍，进行Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算，若达到最大迭代次数，则将Richardson-Lucy反卷积算法迭代运算的结果作为所述一距离快拍的输出。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，

所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至6任一项权利要求所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至6中任一项权利要求所述的方法。