[發明專利]圖像形成裝置及其圖像形成方法

在審

• 申請號: 201810046065.8
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN108267745A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 安溪縣景宏技術咨詢有限公司
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52;G01S7/521
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

本發明提供了一種圖像形成裝置及其圖像形成方法，包括由互相垂直構成正交陣列的兩個線性相控陣列(11，12)，兩個線性相控陣列分別為用于超聲波的發送并且放置在X軸方向的發射線性相控陣列(11)以及用于超聲波回聲的接收并且放置在Y軸方向的接收線性相控陣列(12)，二者分別具有一個內部單元；一邊的長度略小于λ/2直角尺傳感器；發送器(20)；接收器(30)；平行光束形成器(40)，對所述接收器(30)所提供的數字信號執行平行光束形成操作；圖像信號處理器(50)；顯示器(60)；控制器(70)；數據存儲部分(180)以及三維圖像信號處理器(190)。

本申請是申請號為201610458086.1、申請日為2016年06月22日、發明創造名稱為“利用正交陣列形成無人船監控區域超聲波三維圖像的裝置”的專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及無人船監控區域成像方法，特別是采用超聲波正交陣列形成。

背景技術

無人機與無人駕駛汽車在科技界呼風喚雨，風頭出盡，相較之下，低調的無人船知名度稍遜一籌。在小說中，無人船始終籠罩著一絲神秘氣息，著名的幽靈船是作家虛構航海故事的經典素材，而在現實中，無人船是各國軍事領域的心頭寶，是科技競爭的重要技術。目前無人船處于高速發展的時期，然而無人船在下水試航之前以及水上作業的時候，仍然面臨很多技術瓶頸沒有解決。

無人船，顧名思義，無需人類駕駛員對其進行操控，“零船員”概念的出現到底是否恰當，目前業界眾說紛紜，刊物《安全》的記者就曾提出“無人船”理想與現實的距離，其中提出，如果某船突然起火其方位不明，依照現有的科技水平，無人船的操控著肯定會做出兩種指令，一種是最優方法，即派滅火機器人尋找準確著火點并進行撲滅，第二種是如果機器人無法完成滅火任務，船舶將開啟高壓細水霧滅火系統完成滅火任務，兩套方案，一套備用，看似沒有缺陷，而有一個問題無法回避，就算全船都有監控設備，然而并不能保證監控設備毫無盲區，而此時若恰好在盲區內著火或者為引起火災的來源，則兩套方法都無法實施，我們只能眼睜睜看著船燒盡沉沒。

由此看來，對無人船的各個盲區都能進行有效的三維成像是正待解決的問題。

發明內容

因此本發明的目的一方面在于提供一種使用正交陣列進行無人船監控區域超聲波三維圖像形成的裝置，包括：由互相垂直構成正交陣列的兩個線性相控陣列，兩個線性相控陣列分別為用于超聲波的發送并且放置在X軸方向的發射線性相控陣列以及用于超聲波回聲的接收并且放置在Y軸方向的接收線性相控陣列，二者分別具有一個內部單元，兩個內部單元相互之間相距λ/2，其中λ表示超聲波波長，兩個線性相控陣列公用同一個位于X-Y軸坐標系原點傳感器單元作為各自的中心陣列單元；一邊的長度略小于λ/2直角尺傳感器；發送器，發出生成的用于發送線性相控陣列的超聲波的電信號；接收器，從接收線性相控陣列接收返回正交陣列并由接收線性相控陣列內的傳感器部件轉換成電信號的超聲波回聲輸出并將所接收的模擬電信號通過執行多個信號處理程序轉化成為數字形式，信號處理程序在一個超聲波成像裝置中對所接收的模擬電信號進行操作；平行光束形成器，對接收器所提供的數字信號執行平行光束形成操作，所述平行光束形成器對φ＝0并且θ＝θn的平面上的所有點執行動態深度聚焦，然后對其施加一系列延遲法則，產生連續的多角度聲束偏轉或不同深度焦深，平行波形成器在平行波形成過程中執行衍射控相法從而減少旁瓣電平；圖像信號處理器，接收所有在平行光束形成器中產生的掃描線信號并針對所接收的信號執行超聲相控陣成像處理程序，從而產生不同形式的圖像信號；顯示器，顯示圖像信號；控制器，控制上述操作從而獲得期望形式的三維圖像；數據存儲部分，接收器的輸出同時輸入到平行光束形成器以及數據存儲部分以及三維圖像信號處理器。

優選的，構成每個相控陣列的傳感器部件數量優選為64或者128。

優選的，X軸和Y軸構成一個正方形區域，該區域內放置發送線性相控陣列以及接收線性相控陣列的傳感器單元。

優選的，數據存儲部分由大量半導體芯片或者高速大容量硬盤組成。