[發(fā)明專利]四點(diǎn)陣探魚聲吶

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810426202.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108957464B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢博聞;曹守啟;劉雨青;王寶有;馮江偉;孫青
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: G01S15/96
• 分類號: G01S15/96;G01S7/521
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中;王永偉

本發(fā)明公開了一種四點(diǎn)陣探魚聲吶，包括固定在底架上的所述四個(gè)聲吶、控制中心和太陽能板，所述四個(gè)聲吶呈一等距方陣分布，所述太陽能板分別與四個(gè)聲吶和控制中心供電連接，所述控制中心包括處理單元、驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、光伏電源模塊、無線收發(fā)器、溫度傳感器和通信模塊，所述溫度傳感器、四個(gè)聲吶與處理單元連接，通過設(shè)有繼電器控制開關(guān)，信號接收回路連接有濾波器和放大電路；所述處理單元控制所述四個(gè)聲吶中為發(fā)射接收聲吶或接收聲吶且依次循環(huán)工作，并根據(jù)接收到的聲波信息和溫度信息計(jì)算得到被測魚群的位置坐標(biāo)；本發(fā)明所述四點(diǎn)陣探魚聲吶通過在四個(gè)聲吶中間放置控制中心可精準(zhǔn)獲得目標(biāo)的位置坐標(biāo)，測量誤差少，且供電充足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及一種四點(diǎn)陣探魚聲吶，屬于魚群追蹤技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聲吶是一種利用聲波在水下的傳播特性，通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理，完成水下探測和通訊任務(wù)的電子設(shè)備，在發(fā)射控制器的控制下，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生大功率的超聲波脈沖振蕩，經(jīng)過轉(zhuǎn)換裝置由水聲換能器向某一個(gè)方向發(fā)射超聲波，在這個(gè)方向上，超聲波遇到目標(biāo)便反射回來，由水聲換能器接收，變成電信號，再經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置送到接收機(jī)放大，最后送到顯示器顯示目標(biāo)的方向和距離。

根據(jù)聲吶的工作方式，可以分為主動聲吶和被動聲吶。主動聲吶是有目的地從系統(tǒng)中發(fā)射聲波，然后接受回波進(jìn)行計(jì)算，它主要包括換能器基陣(收發(fā)兼用)、發(fā)射機(jī)(波形發(fā)生器)、定時(shí)中心，接收機(jī)，顯示器。被動聲吶則是被動的接受其它設(shè)備發(fā)射的信號，與主動聲吶相比，被動聲吶沒有發(fā)射機(jī)。目前采用的大多是單聲吶或者雙聲吶來進(jìn)行測距，單聲吶或者雙聲吶在進(jìn)行測距定位時(shí)存在誤差，無法互相矯正或矯正程度不能滿足現(xiàn)需的高精度定位要求。由于聲吶設(shè)備定位工作任務(wù)重和作業(yè)時(shí)間久，易出現(xiàn)供電不足的問題。因而如何精準(zhǔn)的獲得被探測目標(biāo)的位置坐標(biāo)，減少測量誤差，并且實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程中的充足供電，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和需求，本發(fā)明的目的是提供一種四點(diǎn)陣探魚聲吶，精準(zhǔn)的獲得目標(biāo)的位置坐標(biāo)，減少測量誤差，并且滿足人們對探魚聲吶作業(yè)過程中充足供電的應(yīng)用需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

四點(diǎn)陣探魚聲吶，其特征在于：包括固定在底架上的1號聲吶、2號聲吶、3號聲吶、4號聲吶、控制中心和太陽能板，所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶呈一等距方陣分布設(shè)置，所述太陽能板分別與所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶和所述控制中心供電連接，所述控制中心包括處理單元以及分別與所述處理單元電信息連接的驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、光伏電源模塊、無線收發(fā)器、溫度傳感器和通信模塊，所述溫度傳感器通過485總線與所述處理單元連接，用于實(shí)時(shí)測量水溫的變化，所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶通過無線收發(fā)器與所述處理單元無線電信息連接，同時(shí)分別通過設(shè)有繼電器的電路與所述處理單元電連接，所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶的聲波的信號接收回路上連接有濾波器和放大電路；聲波的信號發(fā)射與采集采用無線收發(fā)器，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸并可減少了有線冗余的問題；所述處理單元控制所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶中一個(gè)為發(fā)射接收聲吶、其他三個(gè)為接收聲吶依次循環(huán)工作，并根據(jù)接收到的所述1號聲吶、所述2號聲吶、所述3號聲吶、所述4號聲吶的聲波信息和所述溫度傳感器檢測的溫度信息計(jì)算得到被測魚群的位置坐標(biāo)；

其中，通過下述公式計(jì)算得到探測目標(biāo)的三維坐標(biāo)：

首先根據(jù)公式Di＝(ti-t/2)*c計(jì)算各接收聲吶到目標(biāo)的距離；其中，Di為對應(yīng)的聲吶到目標(biāo)的距離，ti為接收聲吶定時(shí)器計(jì)量的自聲波發(fā)射到接收對應(yīng)的總時(shí)間，t為發(fā)射接收聲吶自聲波發(fā)射到接收對應(yīng)的總時(shí)間，t/2為發(fā)射接收聲吶的聲波到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間，c為聲波的速度，一般為344m/s；