DSP并行處理在剖面聲納系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　1.2 剖面聲納的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　用于海底石油管線探測的多波束剖面聲納系統(tǒng)，既可以安裝在機(jī)器人的底部，也可以懸掛于機(jī)器人的前端，具有靈活安裝的特點(diǎn)。

　　根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的考慮，將系統(tǒng)分為水下和水上兩個(gè)單元，中間用光纜連接。水下單元位于機(jī)器人ROV載體上，包括水下控制處理艙和換能器基陣兩個(gè)部分。水下控制處理艙主要包括DSP控制發(fā)射部分、發(fā)射機(jī)以及DSP并行處理部分；換能器基陣主要包括由寬帶大功率陣子組成的呈45°×5°指向性的發(fā)射換能器和具有9個(gè)陣元、每個(gè)陣元呈5°指向性的接收換能器，其中，接收換能器內(nèi)部含有模擬信號調(diào)理電路板，能夠?qū)Q能器的模擬信號實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)剿驴刂铺幚砼摰?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/DSP">DSP并行處理單元進(jìn)行相關(guān)的信號處理。水上單元主要由水上主機(jī)構(gòu)成，利用其串口實(shí)時(shí)控制發(fā)射信號的功率、發(fā)射幀率、采集時(shí)刻等，通過網(wǎng)卡接收水下單元DSP處理數(shù)據(jù)并通過VC++顯示程序進(jìn)行剖面結(jié)構(gòu)信息的實(shí)時(shí)顯示。剖面聲納系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　接收換能器部分負(fù)責(zé)將接收換能器接收的模擬信號進(jìn)行信號調(diào)理，包括放大、濾波、自動增益控制（AGC），并按照500kHz采樣率轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿驴刂铺幚砼摰腄SP并行處理單元。該部分采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸是因?yàn)椋阂环矫嬗捎诰W(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)傳輸速度快，可以滿足9路A/D的500kHz采樣率及16bit的數(shù)據(jù)輸出，使數(shù)據(jù)的傳輸與模擬信號的采集同步；另一方面，采用IP網(wǎng)絡(luò)互連既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的連接，也可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收。這樣就可以實(shí)現(xiàn)主動聲納的分幀處理，即利用一個(gè)接收點(diǎn)處理一定幀的數(shù)據(jù)量，利用多個(gè)接收點(diǎn)處理一批幀的數(shù)據(jù)量，從而提高了系統(tǒng)的整體處理速度，使系統(tǒng)以更高的刷新幀率進(jìn)行剖面結(jié)構(gòu)的顯示。