[發(fā)明專利]一種基于聲波高更新率發(fā)射模式的目標(biāo)探測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710156504.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN108627839B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王潤田;陳晶晶;鄒彬彬;郭英歌;郭璇;孫小偉;馮強(qiáng)峰;楊文俊;任飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S15/00
• 分類號(hào): G01S15/00;G01S15/50
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;陳琳琳

1.一種基于聲波高更新率發(fā)射模式的目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于，該探測(cè)方法采用收發(fā)分置的方式，利用發(fā)射系統(tǒng)在不同時(shí)刻發(fā)送指向某個(gè)角度的波束，接收系統(tǒng)接收多個(gè)反射波束疊加到一起的信號(hào)，并經(jīng)過信號(hào)分離處理，分離出不同角度及頻率發(fā)射的、碰到目標(biāo)后的后向反射波束，通過后向反射波束所攜帶的目標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)；

該方法具體包括：

步驟1)根據(jù)目標(biāo)的范圍確定聲波的掃描寬度，選擇聲波信號(hào)發(fā)射的波束寬度；

步驟2)以步驟1)中選擇的波束寬度，計(jì)算獲得覆蓋掃描寬度所需的波束數(shù)量及各波束的發(fā)射角度；

步驟3)按步驟2)中確定的各發(fā)射角度逐一發(fā)射波束，且保持相鄰的兩個(gè)波束的頻率不同，相鄰的兩個(gè)波束之間的發(fā)射時(shí)間間隔相同，發(fā)射時(shí)間間隔大于等于發(fā)射信號(hào)時(shí)長與接收回波信號(hào)時(shí)進(jìn)行信號(hào)處理所需要的時(shí)長之和；

步驟4)接收經(jīng)目標(biāo)反射的后向反射波束，進(jìn)行延時(shí)或移相處理形成具有不同指向的波束，然后通過濾波處理分離出不同頻率的目標(biāo)回波信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲波高更新率發(fā)射模式的目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于，所述波束數(shù)量的計(jì)算公式表示為：

N＝S/B+1

其中，N表示波束數(shù)量，S表示掃描寬度，B表示波束寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲波高ping率發(fā)射模式的目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2)中各波束的發(fā)射角度設(shè)置滿足：相鄰發(fā)射的兩個(gè)波束指向的角度差大于等于聲波信號(hào)發(fā)射的波束寬度。

4.一種基于聲波高更新率發(fā)射模式的目標(biāo)探測(cè)裝置，其特征在于，該探測(cè)裝置采用收發(fā)分置的方式，利用發(fā)射系統(tǒng)在不同時(shí)刻發(fā)送指向某個(gè)角度的波束，接收系統(tǒng)接收多個(gè)反射波束疊加到一起的信號(hào)，并經(jīng)過信號(hào)分離處理，分離出不同角度及頻率發(fā)射的、碰到目標(biāo)后的后向反射波束，通過后向反射波束所攜帶的目標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)；

該探測(cè)裝置包括聲波發(fā)射系統(tǒng)和聲波接收系統(tǒng)；所述的聲波發(fā)射系統(tǒng)包括：發(fā)射波束寬度及角度設(shè)定模塊、發(fā)射頻率設(shè)定模塊、發(fā)射時(shí)間間隔設(shè)定模塊、波束形成器和發(fā)射換能器；

發(fā)射波束寬度及角度設(shè)定模塊：根據(jù)目標(biāo)的范圍確定聲波的掃描寬度，選擇聲波信號(hào)發(fā)射的波束寬度，同時(shí)計(jì)算獲得覆蓋掃描寬度所需的波束數(shù)量及各波束的發(fā)射角度；

發(fā)射頻率設(shè)定模塊：設(shè)定波束的發(fā)射頻率，保持相鄰的兩個(gè)波束的頻率不同；

發(fā)射時(shí)間間隔設(shè)定模塊：設(shè)定波束的發(fā)射時(shí)間間隔，相鄰的兩個(gè)波束之間的發(fā)射時(shí)間間隔相同，發(fā)射時(shí)間間隔大于等于發(fā)射信號(hào)時(shí)長與接收回波信號(hào)時(shí)進(jìn)行信號(hào)處理所需要的時(shí)長之和；

波束形成器：根據(jù)設(shè)定的波束寬度、發(fā)射角度、發(fā)射頻率和發(fā)射時(shí)間間隔，形成波束；

發(fā)射換能器：發(fā)射波束形成器中形成的波束；

所述的聲波接收系統(tǒng)包括：接收基陣、接收多波束形成器、濾波器；

接收基陣：接收經(jīng)目標(biāo)反射的后向反射波束；

接收多波束形成器：對(duì)接收基陣輸出的后向反射波束進(jìn)行延時(shí)或移相處理，形成具有不同指向的波束；

濾波器：對(duì)接收多波束形成器輸出的具有不同指向的波束，通過濾波處理分離出不同頻率的目標(biāo)回波信號(hào)。