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基于Kintex-7的三维声学成像主信号处理系统硬件设计

发布时间:2018-05-05 11:53

  本文选题:Kintex-7平台 + 主信号处理系统 ; 参考:《浙江大学》2016年硕士论文


【摘要】:三维声学成像系统是一种用于获取水下目标三维实时图像的声纳探测系统。该系统在港口墙壁监测、各种水下目标的探测、海底大面积勘察等领域有广泛应用。对我国海洋资源开发、深海战略的实施有着极为重要的意义。三维声学成像系统对水下目标进行实时高分辨率三维声学成像,为实现三维声学成像系统小型化、低功耗,提高系统的可靠性,采用主信号处理系统和子信号处理系统配合的架构,本文详细设计了基于Kintex-7的三维声学成像主信号处理系统的硬件部分。该系统使用48×48(2304路)二维面阵,实现对声学信号的同步采集与实时处理,完成数据存储与传输。系统以两片Kintex-7为核心,在MPC8313E处理器的配合下,首先前端采样电路对2304路模拟信号进行信号调理、增益控制、同步采集等处理;接下来对采集的数据进行分级波束形成算法处理;最后由Kintex-7完成数据的互相传输和存储,通过对数据的进一步整理,将结果发送给上位机实时显示高分辨率的三维声学图像。通过对系统进行性能指标测试,系统2304路同步信号的相位一致性满足系统指标。在系统工程样机的实际水下试验中,整机系统工作时功耗低于200W,能够获得目标的高分辨率实时图像,在水下长期稳定运行超过72小时,系统指标达到设计要求,满足系统小型化、低功耗、可靠性的需求。
[Abstract]:Three-dimensional acoustic imaging system is a sonar detection system used to obtain three-dimensional real-time images of underwater targets. The system is widely used in port wall monitoring, various underwater target detection, seabed survey and other fields. The implementation of the deep-sea strategy is of great significance to the development of marine resources in China. In order to realize the miniaturization and low power consumption of the 3D acoustic imaging system and improve the reliability of the system, the 3D acoustic imaging system carries out real-time high resolution 3D acoustic imaging for underwater targets. Based on the cooperation of the main signal processing system and the sub-signal processing system, the hardware part of the 3D acoustic imaging master signal processing system based on Kintex-7 is designed in detail in this paper. The system uses 48 脳 48 脳 48-2304 channel) two-dimensional array to realize synchronous acquisition and real-time processing of acoustic signals, and to complete data storage and transmission. The system takes two pieces of Kintex-7 as the core, and with the cooperation of MPC8313E processor, the front-end sampling circuit processes 2304 analog signals with signal conditioning, gain control, synchronous acquisition and so on, and then processes the collected data by hierarchical beamforming algorithm. Finally, the data is transmitted and stored by Kintex-7, and the result is sent to the host computer to display the high resolution 3D acoustic image in real time. By testing the performance of the system, the phase consistency of the system 2304 channel synchronous signal meets the system index. In the actual underwater test of the system engineering prototype, the power consumption of the whole system is less than 200W, the high resolution real-time image of the target can be obtained, and the system can run under water for more than 72 hours. The system index meets the design requirements. Meet the system miniaturization, low power consumption, reliability requirements.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB56

【参考文献】

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本文编号:1847587

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