[實用新型]一種水下全景三維成像拖體

有效

• 申請號: 201721508252.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN207689670U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 任申真;張作瓊;劉維
• 申請（專利權）人: 中科探海(蘇州)海洋科技有限責任公司
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52;G01S7/521;G01S7/539
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本實用新型公開了一種水下全景三維成像拖體，包括拖體殼架和成像組件；所述拖體殼架內裝配有成像組件，所述拖體殼架包括骨架、蒙皮和外圍附體，所述蒙皮內設置有成像組件；所述外圍附體包括尾翼板、舵板和拖曳架，所述成像組件包括接收組件和發射組件，所述接收組件包括障板與接收陣元構成的接收基陣、互聯纜和接收電子艙；所述發射組件包括發射基陣、互聯纜和發射電子艙；所述接收基陣置于拖體前端、所述發射基陣置于接收基陣后部；所述接收電子艙和發射電子艙對稱置于發射基陣左右兩側；本新型采用平板狀拖體外形、下視三維面陣、10kHz的聲波頻率，通過航跡向上的合成孔徑處理來實時、高分辨處理三維信號，實現大深度掩埋目標的探測成像。

技術領域

本實用新型涉及一種水下全景三維成像技術設備領域，特別涉及一種水下全景三維成像拖體；主要適用于海洋探測領域，通過拖曳平臺的拖帶，可對設定海域內懸浮、沉底和掩埋目標及海底地形地貌進行探測。

背景技術

隨著海洋技術、海洋經濟的快速發展，既給海洋裝備的發展帶來了前所未有的機遇，也對海洋裝備的能力需求也提出了越來越高的要求，尤其是對海洋探查裝備的要求從近海延展到中遠海，從水中懸浮、沉底目標擴展到海底以下地質層及掩埋目標。因此，對可探測懸浮、沉底和掩埋目標的海洋全景三維探查系統的需求越來越迫切。

傳統海洋探查裝備包括聲學、光學和磁學探查裝備；首先，光學探查裝備是利用激光或可視光進行可視化的觀察探測，存在探測距離近且探測效果過度依賴水質清澈度等致命性缺點，至今還沒有可滿足工程使用的裝備投入使用；其次，磁學探查裝備存在作用距離近、分辨率低、探測能力有限(如不能探測非金屬目標等)、虛警率高和對拖曳平臺有苛刻的要求(如消磁等)等缺點，應用范圍相對有限，主要應用于海底礦藏探測領域；再次，聲學探查裝備是利用聲波反射進行探查的裝備，根據聲波頻率可以分為次聲和成像探查裝備兩種；次聲探查裝備的探測聲波頻率低于20Hz，成像探查裝備的探測聲波頻率高于5kHz。次聲探查裝備主要存在分辨率低的缺點，不能用于小目標探測，主要應用于海底礦藏探測領域。

現有技術中，成像探查裝備主要有側掃聲吶、前視多波束聲吶、下視多波束聲吶、淺地層剖面儀等。這些聲吶各有特點，但也存在著多項缺點：1、均不能完成全景三維成像需求；2、傳統淺地層剖面儀存在著探測效率低、分辨率低的缺陷，一般只能用于探測較粗的管線目標或較大范圍的淺地層剖面，不適合用來探測較小的掩埋目標；3、淺地層剖面儀為二維成像，只能獲得設備下方的剖面圖像。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種水下全景三維成像拖體，針對現有技術中的不足，采用平板狀的拖體外形和下視三維面陣配置以及中心頻率為10kHz的低頻率聲吶基陣，通過航跡向上的合成孔徑處理、基于功率譜密度分布的改進脈沖壓縮方法、基于灰度分布的正下方底混響抑制方法、基于底跟蹤的自適應分辨率修正方法來實時、高分辨處理三維信號；提高了掩埋目標的信噪比和成像分辨率，在該拖體中，有效地解決了探測掩埋深度與成像分辨率之間的矛盾，從而實現大深度掩埋目標的探測成像；同時，提高了拖曳姿態穩定性，并簡化了拖體結構、降低了拖體的重量和尺寸，突出提高拖體姿態穩定性。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種水下全景三維成像拖體，包括拖體殼架和成像組件，其特征在于：