成像聲納數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與顯示控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著海洋事業(yè)的發(fā)展,各國(guó)都大力發(fā)展水下探測(cè)技術(shù)。成像聲納以直觀、實(shí)時(shí)的圖像顯示探測(cè)區(qū)域的信息,在水下探測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,因此成像聲納技術(shù)成為當(dāng)前一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　聲納系統(tǒng)主要包括發(fā)射接收聲基陣、信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、干端顯示控制模塊。本文主要研究了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與顯示控制軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),具體工作主要包括以下兩個(gè)方面:
　　1)為了提高成像聲納系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率,基于FPGA設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了濕端和干端的千

2、兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。在FPGA上構(gòu)建SOPC片上系統(tǒng),并移植VxWorks操作系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。重點(diǎn)研究了以太網(wǎng)接口硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸性能優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)測(cè)試,設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)速度達(dá)到了247Mbps的傳輸速率,是設(shè)計(jì)指標(biāo)的2倍。
　　2)完成了顯示控制軟件需求分析和模塊劃分,在Microsoft VC++環(huán)境下開(kāi)發(fā)了顯示控制軟件。顯控軟件具備國(guó)外同類軟件的功能,如圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收與顯示、偽彩色映射、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回

3、放、參數(shù)測(cè)量等,而且加入了聲納發(fā)射參數(shù)實(shí)時(shí)修改、聲納設(shè)備測(cè)試功能。由于成像聲納數(shù)據(jù)量大,本文重點(diǎn)研究了大容量數(shù)據(jù)文件處理技術(shù)、聲納圖像實(shí)時(shí)接收處理方法、圖像轉(zhuǎn)換和縮放算法,提升了圖像轉(zhuǎn)換質(zhì)量,提高了圖像處理和顯示的速度,100m量程時(shí)達(dá)到22.1幀/s,是設(shè)計(jì)指標(biāo)的3倍。
　　目前成像聲納系統(tǒng)通過(guò)水池測(cè)試,濕端聲納設(shè)備和干端顯示控制軟件整體運(yùn)行穩(wěn)定可靠,各個(gè)模塊均達(dá)到并且部分超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。已經(jīng)獲得的水池環(huán)境實(shí)時(shí)聲納圖像,驗(yàn)證了本文