[發明專利]一種聲學探測裝置、系統、方法、計算機設備及存儲介質

在審

• 申請號: 201910299148.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109974641A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 薛彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B17/06
• 分類號: G01B17/06
• 代理公司: 深圳龍圖騰專利代理有限公司 44541
• 代理人: 代文成

本發明適用于測量技術領域，提供一種聲學探測裝置、系統、方法、計算機設備及存儲介質，該聲學探測裝置包括：聲源，以及設置于聲源的輸出端前方的聲場探測器，聲場探測器包括至少一組多方向聲場探測組件，每一組多方向聲場探測組件包括多組激光檢測裝置；多組激光檢測裝置按預設方式排布，使得多組激光檢測裝置所對應的探測光束可在聲源的輸出端前方的一探測平面上交織形成一個二維網狀截面，激光檢測裝置以此排布方式對處于二維網狀截面上的聲場進行探測。本發明可對待檢測聲場進行連續采點，通過多個方向同時測量，能夠為后續計算被探測目標形狀的過程提供連續、多維度的測量數據，使最終測得的被探測目標的形狀具有較高的分辨率。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，尤其涉及一種聲學探測裝置、系統、方法、計算機設備及存儲介質。

背景技術

聲學探測在水下目標探測、海底地形測量、醫學超聲成像、工業無損檢測等領域有著廣泛的應用。

根據原理的不同，目前聲學探測基本上可以分為兩大類：一類是基于聲波接收端信息，以接收端數據為散射點對聲波進行反向傳播運算，求解聲波散射點分布，即得到目標特征；另一類是效仿激光雷達測距掃描成像的方法，對目標進行掃描測距，將測距結果拼接在一起形成目標點云。

但是，上述第一類聲學探測方法需要擴大接收器孔徑，理論上孔徑越大越好，但這在很多實際應用中并不可行；第二類方法是對被測目標進行離散采點，且距離越遠，采點間隔和采點腳印越大，這些因素嚴重降低了探測設備的分辨力。當前不管哪一類方法，其探測原理都制約了其探測的分辨力，因此，大幅度提升聲學探測的分辨力仍是當前亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種聲學探測裝置、系統及方法，旨在解決現有的聲學探測方式的分辨率較低的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種聲學探測裝置，所述聲學探測裝置包括：

聲源；以及

設置于所述聲源的輸出端前方的聲場探測器，所述聲場探測器包括至少一組多方向聲場探測組件，每一組所述多方向聲場探測組件包括多組激光檢測裝置；

其中，所述多組激光檢測裝置按預設方式排布，使得所述多組激光檢測裝置所對應的探測光束可在所述聲源的輸出端前方的一探測平面上交織形成一個二維網狀截面，所述激光檢測裝置以此排布方式對所述二維網狀截面上的聲場進行探測。

本發明實施例的另一目的在于，提供一種聲學探測系統，所述聲學探測系統包括：

上述的聲學探測裝置，以及

與所述聲源及所述多方向聲場探測組件相連的處理裝置，所述處理裝置可控制所述聲源及多方向聲場探測組件的協同工作，接收并處理所述多方向聲場探測組件所采集的聲場探測信息。

本發明實施例的另一目的在于，提供一種聲學探測方法，應用于上述的聲學探測系統，所述方法包括如下步驟：

通過所述聲源向被探測目標發送探測聲波，所述探測聲波經過多方向聲場探測組件的探測光束所形成的二維網狀截面；

通過所述聲場探測器的多方向聲場探測組件對所述二維網狀截面上的聲場進行探測；

通過所述處理裝置獲取發射聲場的聲場探測信息及回波聲場的聲場探測信息，并根據所述發射聲場的聲場探測信息及回波聲場的聲場探測信息確定發射聲場與回波聲場所對應的相位圖的相位分布差異信息，再根據所述相位分布差異信息提取所述被探測目標的表面形狀信息。

本發明實施例的另一目的在于，提供一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行所述聲學探測方法的步驟。