CN119414395A 一种水中目标声学ct三维成像和坐标定位的装置及方法 （清华大学）

一种水中目标声学CT三维成像和坐标定位本申请提出了一种水中目标声学CT三维成放多个主动声源和水听器构成主动声源阵列与直达声波和反射/散射声波信号，然后利用声学CT三维重建算法获得水中目标的三维形态图像定位，极大提升当前水中目标的探测和识别能2水听器阵列，用于接收声学数据，所述声学数据包括来自所述主控制平台，用于控制所述主动声源阵列与所述水听器阵列，并收集所述主CT图像重建单元，用于根据所述控制平台收集的数据进行数据多个水听器，用于接收来自所述主动声源阵列的直达远程通信单元，用于实现所述控制平台与所述主动声源阵列将水声成像中图像重建的问题转换为目标区域各成像点散射系数分通过水下声学三维CT图像解析聚焦重建算法与水下声学三维CT图像迭代重建算法中的至计算位于(xi,yi,zi)处的主动声源i发出声波到虚拟聚焦点p处产生回波到达位于(xj,3s]经过归一化后，该区域的声压分布反映了散射系数j4RX＝Y8.一种应用权利要求1一7中任一项装置的水中目标声学CT三维成像和坐标定位方法，设置主动声源阵列内各主动声源的发声顺序与发声间隔，以及水控制各所述主动声源按照预设设置，顺序发出声信号，并将各5控制所述控制平台将收集的上述数据发送到CT图像重建单元以进行数据解析和水中6动声源和水听器组成的探测阵列以及声学CT三维重建算法直接获得水中目标的三维形态7[0022]将水声成像中图像重建的问题转换为目标区域各成像点散射系数分布的求解问[0024]假设t＝0时主动声源发出一个窄脉冲信号p0(t)，则水听器j对jj8[0046]设声波入射夹角为θi，回波出射夹角为θj,θi和θj仅与声源和水听器的位置有关,9[0065]控制所述控制平台将收集的上述数据发送到CT图像重建单元以进行数据解析和达声波和反射/散射声波信号，然后利用声学CT三维重建算法获得水中目标的三维形态图[0073]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得[0074]图1是根据本申请实施例示出的一种水中目标声学CT三维成像和坐标定位的装置[0077]图4是根据本申请实施例示出的水下声学三维CT图像解析聚焦重建算法结果示意[0081]下面参考附图描述本申请实施例的一种水中目标声学CT三维成像和坐标定位的[0082]图1是根据本申请实施例示出的一种水中目标声学CT三维成像和坐标定位的装置2用于接收声学数据，声学数据包括来自主动声源阵列的直达波和水中目标及水域环境的像重建单元4用于根据控制平台收集的数据进行数据解析和水中目标的CT图像重建，获得[0084]在本申请的一些实施例中，主动声源阵列1包括多个主动声源以及与各主动声源[0088]在本申请的另一些实施例中，水听器阵列2包括多个水听器以及与各水听器绑定水中分散布置的水听器阵列。[0094]最终，CT图像重建单元4将水声成像中图像重建的问题转换为目标区域各成像点CT图像迭代重建算法中的至少一种得到最终的[0095]参照本申请附图1提出的水中目标声学CT三维成像和坐标定位的装置，一次典型送到控制平台；水听器阵列启动接收声源直达波和来自水中目标及水域环境的散射波信[0098](3)控制平台将收集的上述数据信息发送到CT图像重建单元，进行数据解析和水回波信号可以等效为若干点目标散射波的独立叠加，点目标的回波强度可以用散射系数A[0103]假设t＝0时主动声源发出一个窄脉冲信号p0(t)，则水听器j对要综合利用各组声源水听器的数据来实现C[0112]原始的水听器数据存储在一个二维矩阵S中，矩阵的元素Sih是一个长度为L的数[0124]设声波入射夹角为θi，回波出射夹角为θj,θi和θj仅与声源和水听器的位置有关,[0148]步骤4、控制控制平台将收集的上述数据发送到CT图像重建单元以进行数据解析的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信部分或者全部可以经由ROM702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器[0155]用于实施本申请的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端_服务器关系的计云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务(