如何在去除前视成像声呐成像中的中间亮线

s0907136 2026-01-26 14:56:23

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在市场上我们还能见到一种用于管涵测量的360°扫描声呐也称为剖面声呐，该声呐主要水平安装在水下机器人的前方或者后方，和用于导航避碰的成像声呐的不同点在于波束类型不同，360°机械扫描声呐的波束为扇形以Imagenex 881A为例，波束宽度为0.75°x20°，这一类型声呐在垂直方向的开角通常会超过20°，可快速的得到目标物影像和目标物离扫描声呐探头的距离；随着声呐技术的发展和对测量精度的要求提高，单波束机械扫描声呐越来越少被使用，多波束声呐的出现解决了精度和效率的问题。(单波束机械扫描声呐成像示意图）

在水下消防应急搜救中海底鹰图像声呐FLS800D可作为生命探测仪来进行使用。由海底鹰深海科技自主研发并生产的FLS800D前视目标搜探声呐，专为水下有缆机器人（ROV）和无缆自主航行器（AUV）开发，作为宽带实时成像前视声呐，无论清澈或是浑浊水域，均可快速探测目标并识别，满足各类水下探测、避碰及施工作业需求。海底鹰图像声呐FLS800D可广泛应用于水下弱小目标探测、水下应急救援打捞、港口安防、管道巡查、水下复杂结构检查、水下科考打捞等，同时可作为ROV及AUV的前视搜探功能模块及避障避碰模块进行搭载。

多波束成像声呐是一种使用声学手段对水下的环境进行探测的设备，使用它可以得到远距离的水下环境成像结果。其利用了数字波束形成技术在一定空间范围上形成了数以百计的极窄单波束同时接收来自不同方向的反射射声波最终得到了一张二维的声学图像，每个单波束的成像结果相当于是对当前空间的一个切面的成像结果。成像的基本原理对于单个波束而言，它的成像原理如图1所示： ...

多波束成像声呐在不同的垂直安装角下对空间的切割方式是不同的，假设垂直安装角为0，即声呐自身所在平面与海平面（或者海底平面）平行，我们可以很容易的得到声呐的各个波束扇面与海底平面是相互垂直的关系，这时在所有波束下，当前波束平面与声呐设备平面的交线和当前波束平面与海底平面的交线的夹角都为0度。但是当安装角不为0时，这时只有正中间的波束扇面与海底平面是垂直的，其它方向的波束扇面将不再与海底平面垂直，非中间波束平面与声呐设备平面的交线和当前非中间波束平面与海底平面的交线的夹角将不再为安装角，而是比安装...

我们将球体经原点水平切开，得到一个圆的水平截面，再取一个角度alpha，就得到一个水平扇形平面，声呐检测到的所有空间点都会投影到这个平面，这个角度就是声呐的水平开角。同时，当r越大时，竖直扇形的弧度越长，由于目标点可能在弧线上的任何一点，此时目标点的不确定性也越大。首先要特别说明的一点是这里说的定位是不完全的定位，只能得到目标距声呐的距离和水平开角，缺少竖直开角这一个维度的信息。提供的就是声呐的原始数据，不仅包含了普通图像形式的声呐图，还包含了声呐相应的水平开角和量程等信息，方便研究者做各种研究。

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