CN115390052A - 一种成像声呐实物模拟装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成像声呐实物模拟装置及方法，装置包括：运动平台；发射换能器，用于向水中的声呐目标发射预设信号；接收水听器，与运动平台连接，并位于水中；控制组件，分别与运动平台、发射换能器、接收水听器连接；运动平台用于带动接收水听器在竖直平面内移动至各位置点以形成成像声呐接收阵列，发射换能器位于竖直平面内；控制组件根据接收水听器在所有位置点的位置信息和接收水听器采集的信号对声呐目标进行成像仿真。利用单支水听器分时虚拟任意阵列形状进行信号采集，模拟成像声呐所有采集通道同时采集，继而利用这些数据验证成像声呐效果。本发明可以最大程度还原成像声呐成像过程，所得结果可以最大程度代表所设计声呐实际成像效果。
Description
技术领域
本发明涉及声呐成像技术领域，尤其涉及的是一种成像声呐实物模拟装置及方法。
背景技术
随着人类水下资源开发与利用活动日益频繁，水下目标的可视化探测技术在港口安全巡视、水下工程作业、海洋科学研究、水面/水下载体避碰、以及国防军事领域都有十分紧迫的应用需求。成像声呐可以有效的检测水下目标，能够对水下静止或运动的目标进行高速、连续的拍，目前广泛应用于各类水下活动中。成像声呐采用一个声脉冲透射整个水下探测场景，通过设计好的换能器接收阵列接收被探测物体的回波信号，再运用相控阵技术同时产生成千上万个波束信号，从而获得探测场景的实时图像。
在成像声呐研制过程中，成像算法的性能验证往往需要一套完整的声呐***。但由于声呐***包含成百上千的前端信号采集通道及换能器，还有规模庞大的模拟信号滤波、放大、采样和数字信号处理等电路，因此研制周期长且代价巨大，这极大的降低了算法的迭代速度。此外，如果声呐阵型需要修改，则需要重新进行硬件***制作，这无疑更拖慢了声呐的研发进度。因此在声呐研制初期，一般通过计算机建模仿真来验证声呐成像算法，但由于声呐探测尺度大、且声场传播及声与介质相互作用机理复杂，计算机建模很难模拟真实声呐探测过程，故仿真结果一般与实际成像效果间存在较大差异。
在《三维成像声呐目标回波建模仿真及分析》一文中，论文首先建立了浅海楔形海底的线状目标回波模型,然后基于射线声学混响模型,采用信道卷积法推导得到理想环境下的回波信号以及浅海环境混响干扰下的回波信号。上述方法中的目标回波模型及声传播模型均属于理想模型，实际声传播模型往往复杂很多。
专利CN103163785B中，搭建声呐仿真器验证声呐***性能，属于半物理仿真。通过计算机模拟产生阵元路数的模拟回波，同时加入了噪声、混响、干扰等信号尽可能还原真实探测环境，与真实声传播模型有一定出入，且***规模也十分庞大。
在《基于稀疏布阵的实时三维成像声纳***》一文中，论文通过设计并实现一套三维成像声呐***来验证算法的有效性。
综上，目前在成像声呐研制过程中，成像效果只能通过制作声呐样机来验证，但样机研制周期长，研制难度大。因此前期一般采用计算机仿真代替实验，但计算机仿真结果往往偏差较大，对成像算法的指导意义有限。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种成像声呐实物模拟装置及方法，旨在解决现有技术中声呐成像采用计算机仿真结果偏差较大的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种成像声呐实物模拟装置，其中，包括：
运动平台；
发射换能器，固定在水中，并用于向水中的声呐目标发射预设信号；
接收水听器，与所述运动平台连接，并位于水中；
控制组件，分别与所述运动平台、所述发射换能器、所述接收水听器连接；
其中，所述运动平台用于带动所述接收水听器在竖直平面内移动至各位置点以形成成像声呐接收阵列，所述发射换能器位于所述竖直平面内；
所述控制组件根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
所述的成像声呐实物模拟装置，其中，所述声呐目标位于所述发射换能器的声场辐照区域内，且位于所述接收水听器的指向性范围内，所述声呐目标的位置范围为：
其中，x、y、z分别表示声呐目标在三维坐标系中X轴、Y轴、Z轴的坐标，以竖直方向为X轴，以接收水听器移动的竖直平面内垂直于X轴的方向为Y轴，以垂直于X轴和Y轴且朝向声呐目标的方向为Z轴，以接收水听器所在的位置为三维坐标系的原点，L表示发射换能器中心与接收水听器在X轴方向上的距离，M表示发射换能器中心与接收水听器在Y轴方向上的距离，θ表示发射换能器的开角，
表示接收水听器的开角。
所述的成像声呐实物模拟装置，其中，所述控制组件包括：
运动控制器，与所述运动平台电连接；
功率放大器，与所述发射换能器电连接；
信号源，与所述功率放大器电连接；
前置放大器，与所述接收水听器电连接；
采集卡，与所述信号源及所述前置放大器电连接；
计算机，与所述信号源、所述采集卡以及所述运动控制器电连接。
所述的成像声呐实物模拟装置，其中，所述成像声呐实物模拟装置还包括：
目标活动控制器，与所述计算机电连接以控制所述声呐目标活动。
一种成像声呐实物模拟方法，其中，应用于如上任意一项所述的成像声呐实物模拟装置，所述模拟方法包括步骤：
控制运动平台使接收水听器运动至位置点；
控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号；
控制所述运动平台使所述接收水听器运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号的步骤，直至所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列；
根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
所述的成像声呐实物模拟方法，其中，所述控制组件包括：
运动控制器，与所述运动平台电连接；
功率放大器，与所述发射换能器电连接；
信号源，与所述功率放大器电连接；
前置放大器，与所述接收水听器电连接；
采集卡，与所述信号源及所述前置放大器电连接；
计算机，与所述信号源、所述采集卡以及所述运动控制器电连接；
所述控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号，包括：
控制所述信号源同时输出波形信号和触发信号，以使所述发射换能器根据波形信号向声呐目标发射预设信号，且使得所述采集卡根据所述触发信号采集所述接收水听器的信号。
所述的成像声呐实物模拟方法，其中，所述成像声呐实物模拟装置还包括：
目标活动控制器，与所述计算机电连接以控制所述声呐目标活动；
所述模拟方法还包括步骤：
当所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列后，通过目标活动控制器控制所述声呐目标活动，并继续控制所述运动平台使所述接收水听器运动至位置点的步骤，直至信号采集结束。
所述的成像声呐实物模拟方法，其中，所述声呐目标为三维立体目标；和/或
在控制运动平台使接收水听器运动至位置点时，静止预设时间。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。
有益效果：利用单支水听器分时虚拟任意阵列形状进行(回波)信号采集，模拟成像声呐所有采集通道同时采集，继而利用这些数据验证成像声呐效果。本发明可以最大程度还原成像声呐成像过程，所得结果可以最大程度代表所设计声呐实际成像效果。
附图说明
图1是本发明中成像声呐实物模拟装置的结构示意图。
图2是本发明中成像声呐实物模拟方法的流程图。
图3是声呐目标布设范围的示意图。
图4是本发明中成像声呐实物(目标1和目标2)以及模拟的成像结果。
附图标记说明：
1、水池；2、运动平台；3、运动控制器；4、计算机；5、信号源；6、功率放大器；7、发射换能器；8、采集卡；9、前置放大器；10、接收水听器；11、声呐目标。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1-图4，本发明提供了一种成像声呐实物模拟装置的一些实施例。
如图1和图3所示，本发明的一种成像声呐实物模拟装置，包括：
运动平台2；
发射换能器7，固定在水中，并用于向水中的声呐目标11发射预设信号；
接收水听器10，与所述运动平台2连接，并位于水中；
控制组件，分别与所述运动平台2、所述发射换能器7、所述接收水听器10连接；
其中，所述运动平台2用于带动所述接收水听器10在竖直平面内移动至各位置点以形成成像声呐接收阵列，所述发射换能器7位于所述竖直平面内；
所述控制组件根据所述接收水听器10在所有位置点的位置信息和所述接收水听器10采集的信号对所述声呐目标11进行成像仿真。
值得说明的是，基于目前成像声呐研制中成像算法验证周期长，而计算机仿真结果可信度低，提出了一种成像声呐实物模拟装置及方法。该装置及方法借鉴合成孔径声呐原理，通过控制采集触发时间，利用单支水听器分时虚拟任意阵列形状进行(回波)信号采集，模拟成像声呐所有采集通道同时采集，继而利用这些数据验证成像声呐效果。本发明可以最大程度还原成像声呐成像过程，所得结果可以最大程度代表所设计声呐实际成像效果，对成像声呐的算法验证具有重要意义。
具体地，成像声呐实物模拟装置可以应用于水池1或者其他水体，对水体中的声呐目标11进行实物模拟，模拟出声呐目标11的形貌和尺寸。
运动平台2是指为接收水听器10提供移动力的平台，运动方向可以是线性方向上移动、平面内移动、三维方向上的移动等，运动平台2与接收水听器10连接并用于驱动接收水听器10移动，运动平台2可以位于水面上，也可以位于水下。为了确保接收水听器10能够在三维方向上移动，移动平台可以采用三轴运动平台2。
发射换能器7是指"发射器"，用于水中发射声信号的换能器，发射换能器7用于向水中的声呐目标11发射预设信号(即声信号)，发射换能器7位于水下，且在模拟过程中发射换能器7的位置固定不变。
接收水听器10是指把水下声信号转换为电信号的换能器，接收水听器10用于接收水中声呐目标11反射的声波并转换成电信号。接收水听器10的位置可以随着运动平台2移动，接收水听器10在竖直平面内移动，在移动过程中会静止预设时间进行采样，由于接收水听器10在竖直平面内的不同位置进行采样，可以形成成像声呐接收阵列。竖直平面是指垂直于水平面的平面，当然，由于水平面平行于水面，竖直平面也垂直于水面。
控制组件是指对成像声呐实物模拟装置中各部件进行控制的组件，控制组件可以控制运动平台2移动、控制发射换能器7发射预设信号、控制接收水听器10采集信号，并根据所述接收水听器10在所有位置点的位置信息和所述接收水听器10采集的信号对所述声呐目标11进行成像仿真，得到声呐目标11的图像。
根据要模拟的成像声呐硬件参数，选择与成像声呐发射换能器7声源级及发射指向性等性能接近的声源作为本装置的发射换能器7，选择与成像声呐接收换能器指向性、接收灵敏度接近的接收水听器10作为本装置的接收水听器10。
具体地，如图3所示，成像声呐实物模拟装置采用如下步骤进行控制：
控制运动平台2接收水听器10运动至位置点；
控制发射换能器7向水中的声呐目标11发射预设信号，并通过所述接收水听器10采集信号；
控制所述运动平台2所述接收水听器10运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器7向水中的声呐目标11发射预设信号，并通过所述接收水听器10采集信号的步骤，直至所述接收水听器10的所有位置点形成成像声呐接收阵列；
根据所述接收水听器10在所有位置点的位置信息和所述接收水听器10采集的信号对所述声呐目标11进行成像仿真。
具体地，成像声呐接收阵列可以是任意形状的阵列，阵列中位置点的位置和数量可以根据需要设置。需要说明的是，阵列的位置点的位置和数量确定后，接收水听器10的移动轨迹也可以根据需要确定，通常采用最短移动路劲进行移动。接收水听器10每到达一个位置点后，则控制发射换能器7向声呐目标11发射预设信号，并通过接收水听器10采集信号，该位置点的信号采集完后，移动接收水听器10至下一个位置点，进行下一位置点的信号采集，直至所有位置点的信号采集完成，则接收水听器10所经过的所有位置点可以排列形成成像声呐接收阵列。最后根据接收水听器10的在所有位置点的位置信息和采集的信号，对声呐目标11进行成像仿真。
由于声呐目标11的形貌不同，声呐目标11反射声信号的角度不同，则接收水听器10会在不同的位置点接收到声信号。由于声呐目标11的尺寸不同，声呐目标11在竖直平面(该竖直平面为接收水听器10移动时所在的平面)的投影附近的位置点，才会接收到声信号。因此，通过不同位置点采集的信号可以对声呐目标11的形貌和尺寸进行成像仿真。
在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图3所示，所述声呐目标位于所述发射换能器的声场辐照区域内，且位于所述接收水听器的指向性范围内，所述声呐目标的位置范围为：
其中，x、y、z分别表示声呐目标在三维坐标系中X轴、Y轴、Z轴的坐标，以竖直方向为X轴，以接收水听器移动的竖直平面内垂直于X轴的方向为Y轴，以垂直于X轴和Y轴且朝向声呐目标的方向为Z轴，以接收水听器所在的位置为三维坐标系的原点，L表示发射换能器中心与接收水听器在X轴方向上的距离，，M表示发射换能器中心与接收水听器在Y轴方向上的距离，θ表示发射换能器的开角，
表示接收水听器的开角。
具体地，发射换能器7的朝向与接收水听器10的朝向相同，两者均朝向声呐目标11。为了确保发射换能器7发射的声信号会传播至声呐目标11，并反射至接收水听器10，声呐目标11位于发射换能器7的声场辐照区域内，且位于接收水听器10的指向性范围内，也就是说，声呐目标11位于发射换能器7的声场辐照区域内时，发射换能器7发射的声信号会传播至声呐目标11，声呐目标11位于接收水听器10的指向性范围内时，声呐目标11反射的声信号才会传播至接收水听器10。
具体地，本申请将发射换能器7的声场辐照区域模拟成圆锥体，接收水听器10的的指向性范围也模拟成圆锥体，声呐目标11位于两个圆锥体的重合区域。以接收水听器10的位置为原点O(0，0，0)建立三维坐标系，以竖直方向为X轴方向，以接收水听器10移动的竖直平面内垂直于X轴的方向为Y轴，也就是说，接收水听器10在X轴和Y轴所形成的平面内移动形成成像声呐接收阵列，Z轴方向指向声呐目标11，X轴、Y轴以及Z轴两两相互垂直。
在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图3所示，所述控制组件包括：
运动控制器3，与所述运动平台2电连接；
功率放大器6，与所述发射换能器7电连接；
信号源5，与所述功率放大器6电连接；
前置放大器9，与所述接收水听器10电连接；
采集卡8，与所述信号源5及所述前置放大器9电连接；
计算机4，与所述信号源5、所述采集卡8以及所述运动控制器3电连接。
具体地，为了实现对运动平台2、发射换能器7以及接收水听器10的控制，通过计算机4和运动控制器3对运动平台2进行控制，以调整接收水听器10的位置。通过计算机4、信号源5以及功率放大器6对发射换能器7进行控制，以使发射换能器7发射预设信号。通过计算机4、采集卡8以及前置放大器9采集接收水听器10的信号。
在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图3所示，所述成像声呐实物模拟装置还包括：
目标活动控制器，与所述计算机4电连接以控制所述声呐目标11活动。
具体地，声呐目标11并不一定是固定不变的，通过增加目标活动控制器控制声呐目标11的移动，声呐目标11的移动可以按照预设轨迹进行移动，也可以根据需要人为调整声呐目标11的位置。需要说明的是，为了确保声呐目标11的移动不影响成像仿真的效果，在接收水听器10在竖直平面内移动形成成像声呐接收阵列的一段时间内，保持声呐目标11的位置不变。形成成像声呐接收阵列完成一个状态的数据采集后，可以移动声呐目标11，并继续移动接收水听器10形成成像声呐接收阵列，以完成下一状态的数据采集。当然，两个或多个状态下采集得到的数据(接收水听器10在所有位置点的位置信息、接收水听器10采集的信号)可以一起处理进行成像仿真。
需要强调的是，声呐目标11的活动的方式包括移动和转动，通过目标移动和转动，使得声呐目标11的声反射截面及位置发生变化，从而模拟不同姿态或者不同位置的声呐成像。
基于上述任意一实施例所述的成像声呐实物模拟装置，本发明还提供了一种成像声呐实物模拟方法的较佳实施例：
如图2所示，本发明实施例的成像声呐实物模拟方法，包括以下步骤：
步骤S100、控制运动平台使接收水听器运动至位置点。
步骤S200、控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号。
步骤S300、控制所述运动平台使所述接收水听器运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号的步骤，直至所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列。
步骤S400、根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
具体地，声呐目标可以为三维立体目标，本申请的成像声呐实物模拟方法可以对三维立体的实物目标进行成像仿真。通过控制运动平台使接收水听器移动至成像声呐接收阵列的位置点，然后在控制发射换能器向声呐目标发射预设信号的同时，通过接收水听器采集信号，完成该位置点的数据采集后，控制运动平台使接收水听器运动至成像声呐接收阵列的下一位置点，并进行下一位置的数据采集。当成像声呐接收阵列所有位置点的数据采集完成后，则可以根据所有位置点的位置信息和采集的信号对声呐目标进行成像仿真。
根据成像声呐发射信号要求，设定信号源的信号形式、脉冲长度、脉冲宽度及带宽等参数；根据成像声呐接收的采样要求，设定采集卡采样率、采样长度等参数。
每一个成像声呐接收阵列中位置点的位置信息与采集的信号可以映射，也就等价为同阵型声呐采集到的真实数据。位置信息可以采用三维坐标表示。为了确保接收水听器采集的准确性，在控制运动平台使接收水听器运动至位置点时，静止预设时间，接收水听器的移动速度以及在各位置点静止的时间可以根据需要设置。
步骤S200具体包括：
步骤S210、控制所述信号源同时输出波形信号和触发信号，以使所述发射换能器根据波形信号向声呐目标发射预设信号，且使得所述采集卡根据所述触发信号采集所述接收水听器的信号。
具体地，为了避免其它声波的影响，减少噪声，且确保采集的数据的可靠性，信号源同时输出波形信号(具体为电信号)和触发信号，分别向发射换能器和采集卡输出，使得发射换能器发射预设信号的同时，采集卡可以采集接收水听器的信号。
所述模拟方法还包括：
步骤S500、当所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列后，通过目标活动控制器控制所述声呐目标活动，并继续控制所述运动平台使所述接收水听器运动至位置点的步骤，直至信号采集结束。
具体地，完成一个成像声呐接收阵列的数据采集后，可以进行下一个成像声呐接收阵列的数据采集，具体可以通过目标活动控制器控制声呐目标活动，并继续控制运动平台使接收水听器运动至下一个成像声呐接收阵列的位置点。需要强调的是，各成像声呐接收阵列可以是相同的，也可以是不相同。直至所有成像声呐接收阵列的数据采集完成后，完成信号采集。则进入到步骤S400进行成像仿真。
具体实施例一
以模拟三维成像声呐为例，各参数如下：取发射换能器指向性50°×50°，信号源为中心频率f＝375kHz的单频信号，脉宽为30us，采集卡采样率设置为Fs＝2×106，模拟接收阵元数为51×51，阵元一倍波长布阵，阵元间距d＝4mm，发射换能器位于接收阵列正上方，距离为L＝15cm。成像目标为两个正方体水泥块，目标1边长10cm，目标2边长16cm，距离接收水听器0.85m左右，成像算法为近场波束形成，最终模拟成像效果如图4所示。
基于上述任意一实施例所述的成像声呐实物模拟方法，本发明还提供了一种计算机设备的较佳实施例：
本发明实施例的计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
控制运动平台使接收水听器运动至位置点；
控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号；
控制所述运动平台使所述接收水听器运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号的步骤，直至所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列；
根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
基于上述任意一实施例所述的成像声呐实物模拟方法，本发明还提供了一种计算机可读存储介质的较佳实施例：
本发明实施例的计算机设备可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现步骤：
控制运动平台使接收水听器运动至位置点；
控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号；
控制所述运动平台使所述接收水听器运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号的步骤，直至所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列；
根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种成像声呐实物模拟装置，其特征在于，包括：
运动平台；
发射换能器，固定在水中，并用于向水中的声呐目标发射预设信号；
接收水听器，与所述运动平台连接，并位于水中；
控制组件，分别与所述运动平台、所述发射换能器、所述接收水听器连接；
其中，所述运动平台用于带动所述接收水听器在竖直平面内移动至各位置点以形成成像声呐接收阵列，所述发射换能器位于所述竖直平面内；
所述控制组件根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
2.根据权利要求1所述的成像声呐实物模拟装置，其特征在于，所述声呐目标位于所述发射换能器的声场辐照区域内，且位于所述接收水听器的指向性范围内，所述声呐目标的位置范围为：
其中，x、y、z分别表示声呐目标在三维坐标系中X轴、Y轴、Z轴的坐标，以竖直方向为X轴，以接收水听器移动的竖直平面内垂直于X轴的方向为Y轴，以垂直于X轴和Y轴且朝向声呐目标的方向为Z轴，以接收水听器所在的位置为三维坐标系的原点，L表示发射换能器中心与接收水听器在X轴方向上的距离，M表示发射换能器中心与接收水听器在Y轴方向上的距离，θ表示发射换能器的开角，
表示接收水听器的开角。
3.根据权利要求1～2任意一项所述的成像声呐实物模拟装置，其特征在于，所述控制组件包括：
运动控制器，与所述运动平台电连接；
功率放大器，与所述发射换能器电连接；
信号源，与所述功率放大器电连接；
前置放大器，与所述接收水听器电连接；
采集卡，与所述信号源及所述前置放大器电连接；
计算机，与所述信号源、所述采集卡以及所述运动控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的成像声呐实物模拟装置，其特征在于，所述成像声呐实物模拟装置还包括：
目标活动控制器，与所述计算机电连接以控制所述声呐目标活动。
5.一种成像声呐实物模拟方法，其特征在于，应用于如权利要求1～4任意一项所述的成像声呐实物模拟装置，所述模拟方法包括步骤：
控制运动平台使接收水听器运动至位置点；
控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号；
控制所述运动平台使所述接收水听器运动至下一位置点，继续执行控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号的步骤，直至所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列；
根据所述接收水听器在所有位置点的位置信息和所述接收水听器采集的信号对所述声呐目标进行成像仿真。
6.根据权利要求4所述的成像声呐实物模拟方法，其特征在于，所述控制组件包括：
运动控制器，与所述运动平台电连接；
功率放大器，与所述发射换能器电连接；
信号源，与所述功率放大器电连接；
前置放大器，与所述接收水听器电连接；
采集卡，与所述信号源及所述前置放大器电连接；
计算机，与所述信号源、所述采集卡以及所述运动控制器电连接；
所述控制发射换能器向水中的声呐目标发射预设信号，并通过所述接收水听器采集信号，包括：
控制所述信号源同时输出波形信号和触发信号，以使所述发射换能器根据波形信号向声呐目标发射预设信号，且使得所述采集卡根据所述触发信号采集所述接收水听器的信号。
7.根据权利要求6所述的成像声呐实物模拟方法，其特征在于，所述成像声呐实物模拟装置还包括：
目标活动控制器，与所述计算机电连接以控制所述声呐目标活动；
所述模拟方法还包括步骤：
当所述接收水听器的所有位置点形成成像声呐接收阵列后，通过目标活动控制器控制所述声呐目标活动，并继续控制所述运动平台使所述接收水听器运动至位置点的步骤，直至信号采集结束。
8.根据权利要求5所述的成像声呐实物模拟方法，其特征在于，所述声呐目标为三维立体目标；和/或
在控制运动平台使接收水听器运动至位置点时，静止预设时间。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求5至8中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至8中任一项所述的方法的步骤。
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| CN202211028049.9A CN115390052A (zh) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 一种成像声呐实物模拟装置及方法 |
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