DSP并行處理在剖面聲納系統(tǒng)中的應用

　　1.2 剖面聲納的系統(tǒng)結構

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

　　根據(jù)系統(tǒng)實時性和準確性的考慮，將系統(tǒng)分為水下和水上兩個單元，中間用光纜連接。水下單元位于機器人ROV載體上，包括水下控制處理艙和換能器基陣兩個部分。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個陣元、每個陣元呈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，能夠將換能器的模擬信號實時地轉換成數(shù)字信號并通過IP網(wǎng)絡實時傳輸?shù)剿驴刂铺幚砼摰?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/DSP">DSP并行處理單元進行相關的信號處理。水上單元主要由水上主機構成，利用其串口實時控制發(fā)射信號的功率、發(fā)射幀率、采集時刻等，通過網(wǎng)卡接收水下單元DSP處理數(shù)據(jù)并通過VC++顯示程序進行剖面結構信息的實時顯示。剖面聲納系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

　　接收換能器部分負責將接收換能器接收的模擬信號進行信號調(diào)理，包括放大、濾波、自動增益控制（AGC），并按照500kHz采樣率轉換成數(shù)字信號，然后通過網(wǎng)絡傳輸?shù)剿驴刂铺幚砼摰腄SP并行處理單元。該部分采用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸是因為：一方面由于網(wǎng)絡物理層數(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)絡互連既可以實現(xiàn)點對點的連接，也可以實現(xiàn)一點發(fā)送多點接收。這樣就可以實現(xiàn)主動聲納的分幀處理，即利用一個接收點處理一定幀的數(shù)據(jù)量，利用多個接收點處理一批幀的數(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行剖面結構的顯示。