[發明專利]一種水下沉船的探測系統及探測方法

有效

• 申請號: 201911397534.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111142163B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張天序;付小藝;房瑩;李陽;張慶輝;楊曉非;歐陽君
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢工程大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛;李智

1.一種水下沉船的探測系統，其特征在于，包括：用于在海平面上方飛行的載機平臺，設置在所述載機平臺上的信號處理器、多個工頻電磁傳感裝置和多個伺服系統；

所述多個工頻電磁傳感裝置之間繞一點圓周排列，且各工頻電磁傳感裝置用于實時在其對應的所述伺服系統的獨立驅動下，探測感知以當前待探測海域的海平面中心為圓心的預設扇形海平面范圍內任一半徑區域的海域，各預設扇形海平面范圍無交疊且圓心角相加小于等于360度；

所述信號處理器用于實時處理各個工頻電磁傳感裝置采集的工頻電磁信號，得到當前待探測海域對應的總工頻電磁擾動信號并將其與背景工頻電磁信號對比，識別沉船區域，完成水下沉船的探測。

2.根據權利要求1所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，每個所述伺服系統包括滾轉電機和俯仰電機；

其中，所述俯仰電機用于控制該伺服系統對應的工頻電磁傳感裝置在其位置作俯仰擺動以使其俯仰角達到期望俯仰角度，所述俯仰角為該工頻電磁傳感裝置到其對應的所述預設扇形海平面范圍內預探測半徑區域的方向相對海平面垂直方向的夾角；所述滾轉電機用于控制該工頻電磁傳感裝置進行滾轉運動，以使該工頻電磁傳感裝置在所述預探測半徑區域進行所述探測感知。

3.根據權利要求1所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，所述信號處理器在執行所述識別沉船區域時，具體為：

判斷所述總工頻電磁擾動信號相對所述背景工頻電磁信號是否發生畸變，若否，確定當前待探測海域為非沉船區域；若是，則將所述畸變對應的海域確定為沉船疑似區域并發送控制信號，該控制信號用于控制載機平臺到達所述沉船疑似區域上方，并以該沉船疑似區域為當前待探測海域，控制各個工頻電磁傳感器實時且同步進行所述探測感知；

判斷該沉船疑似區域對應的總工頻電磁擾動信號相對所述背景工頻電磁信號是否發生比所述畸變更強的畸變，若是，則確定該沉船疑似區域為沉船區域，若否，則確定該沉船疑似區域為非沉船區域，完成沉船區域識別。

4.根據權利要求1所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，還包括由弱磁場高磁導率材料制備的傳感裝置殼體；

其中，所述傳感裝置殼體上設有用于朝向所述當前待探測海域的開口，所述多個工頻電磁傳感裝置及其對應的伺服系統均設置在所述傳感裝置殼體內并搜集進入該開口的電磁場能量以進行所述探測感知。

5.根據權利要求1至4任一項所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，每個所述工頻電磁傳感裝置包括工頻電磁傳感器以及由弱磁場高磁導率材料制備的傳感器殼體；

其中，所述傳感器殼體開設有用于朝向該工頻電磁傳感裝置對應的所述預設扇形海平面范圍的開口，該工頻電磁傳感器設置于所述傳感器殼體內并搜集進入該開口的電磁場能量以進行所述探測感知。

6.根據權利要求5所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，所述弱磁場高磁導率材料為坡莫合金。

7.根據權利要求5所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，所有所述工頻電磁傳感裝置的個數為六個，每個所述工頻電磁傳感裝置對應的所述預設扇形海平面范圍的圓心角取值范圍為(0,60°]。

8.根據權利要求7所述的一種水下沉船的探測系統，其特征在于，每個所述傳感器殼體的開口的孔洞球面角的取值范圍為[15°,60°]。

9.一種水下沉船的探測方法，其特征在于，采用如權利要求1至8任一項所述的一種水下沉船的探測系統，并進行如下探測步驟：

S1、控制所述探測系統中的載機平臺在海平面上方飛行，同時控制所述探測系統中的各伺服系統，獨立使得各工頻電磁傳感裝置實時且同步的探測感知以當前待探測海域的海平面中心為圓心的預設扇形海平面范圍內任一半徑區域的海域，各預設扇形海平面范圍無交疊且圓心角相加小于等于360度；

S2、控制所述探測系統中的信號處理器實時處理各個工頻電磁傳感裝置采集的工頻電磁信號，得到當前待探測海域對應的總工頻電磁擾動信號并將其與背景工頻電磁信號對比，識別沉船區域，完成水下沉船的探測。

10.根據權利要求9所述的一種水下沉船的探測方法，其特征在于，所述S2中，所述識別沉船區域，具體為：

判斷所述總工頻電磁擾動信號相對所述背景工頻電磁信號是否發生畸變，若否，確定當前待探測海域為非沉船區域；若是，則將所述畸變對應的海域確定為沉船疑似區域并發送控制信號，該控制信號用于控制載機平臺到達所述沉船疑似區域上方，并以該沉船疑似區域為當前待探測海域，控制各個工頻電磁傳感器實時且同步進行所述探測感知；

判斷該沉船疑似區域對應的總工頻電磁擾動信號相對所述背景工頻電磁信號是否發生比所述畸變更強的畸變，若是，則確定該沉船疑似區域為沉船區域，若否，則確定該沉船疑似區域為非沉船區域，完成沉船區域識別。