一种头盔式彩色图像声纳制造技术

本实用新型专利技术涉及一种头盔式彩色图像声纳，包括声纳头、控制盒、视频眼镜；其中，所述声纳头通过一支架安装在头盔上，所述视频眼镜通过另一支架安装在所述头盔的眼部位置，并能根据使用者的习惯调节位置；所述声纳头通过水密电缆连接到控制盒，所述控制盒还通过水密电缆与视频眼镜相连；所述声纳头在控制盒的控制下向外部环境发射声纳信号并接收回波信号；所述控制盒完成对整个系统的控制及供电，并对声纳头所输出的声纳回波信号进行处理，从中提取出外部环境的信息，然后将其转换为二维图像数据；所述二维图像数据在所述视频眼镜上显示。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种头盔式彩色图像声纳，包括声纳头、控制盒、视频眼镜；其中，所述声纳头通过一支架安装在头盔上，所述视频眼镜通过另一支架安装在所述头盔的眼部位置，并能根据使用者的习惯调节位置；所述声纳头通过水密电缆连接到控制盒，所述控制盒还通过水密电缆与视频眼镜相连；所述声纳头在控制盒的控制下向外部环境发射声纳信号并接收回波信号；所述控制盒完成对整个系统的控制及供电，并对声纳头所输出的声纳回波信号进行处理，从中提取出外部环境的信息，然后将其转换为二维图像数据；所述二维图像数据在所述视频眼镜上显示。【专利说明】一种头盔式彩色图像声纳
本技术涉及水下探测设备，特别涉及一种头盔式彩色图像声纳。
技术介绍
我国境内的河流、湖泊众多，海岸线长，河流和湖泊水下环境复杂，且河水中普遍存在含沙量大的特点，导致水质混浊，而海水水下能见度低，这些都为潜水员水下作业增加了困难和危险性。目前，潜水员在进行潜水作业时，常用的观察方式是依靠强光灯的视力观察，但是在光线不足以及浑水中，人眼可观测视野极小，且使用强光灯不仅不方便，而且不安全。为了解决这个问题就出现了水下成像声纳设备。现有的水下成像声纳设备主要有两种形式，一种是手持式，由潜水员双手持手柄使用，其缺点是显而易见的:潜水员的双手被束缚住了，不仅不利于水下作业，对潜水员的安全也是很大的威胁；另一种则固定于UUV等各种水下航行器或水下工作平台，其缺点是:由于体积大，装配复杂，很难与各种工作平台相匹配。若能提供一种体积小、重量轻、方便装配和使用的水下声纳成像设备将有助于潜水作业的实现。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的水下成像声纳设备体积大、装配复杂，不便携带的缺陷，从而提供一种供潜水员使用的头盔式彩色图像声纳。为了实现上述目的，本技术提供了一种头盔式彩色图像声纳，包括声纳头1、控制盒2、视频眼镜3 ;其中，所述声纳头I通过一支架安装在头盔上，所述视频眼镜3通过另一支架安装在所述头盔的眼部，并能由使用者调节位置；所述声纳头I通过水密电缆连接到控制盒2，所述控制盒2还通过水密电缆与视频眼镜3相连；所述声纳头I在控制盒2的控制下向外部环境发射声纳信号并接收回波信号；所述控制盒2对整个系统的工作进行控制和供电，并对声纳头I所输出的声纳回波信号进行处理，从中提取出外部环境的信息，然后将其转换为二维图像数据；所述二维图像数据在所述视频眼镜3上显示。上述技术方案中，所述声纳头I包括步进电机11、收发合置换能器12、传动轴13 ；其中，所述步进电机11通过传动轴13与所述收发合置换能器12相连；所述步进电机11在一定角度之间往复转动，进而通过传动轴13带动所述收发合置换能器12在该角度范围之间往复转动；所述收发合置换能器12在所述角度范围内每隔一定的较小角度发射及接收一次声纳信号。上述技术方案中，所述收发合置换能器12包括一条形压电陶瓷换能器121、半圆形壳体122以及引线轴123 ;所述条形压电陶瓷换能器121位于所述半圆形壳体122内，在所述半圆形壳体122的下端安装有所述引线轴123，所述引线轴123与所述传动轴13相连。上述技术方案中，所述声纳头I的最外侧包括有用于保护步进电机11、部分传动轴13的壳体，该壳体具有水密性，且能使得所述传动轴13转动灵活。上述技术方案中，所述控制盒2包括:信号预处理模块21、信号处理模块22、格式转换模块23、存储模块24、控制模块25、电源26以及盒体27 ;其中，所述信号预处理模块21采用前置放大器、滤波器实现，其对所接收的声纳回波信号做包括放大、滤波在内的预处理操作；所述信号处理模块22包括采样电路221、分析电路222、编码电路223 ;所述采样电路221对经过预处理的声纳信号进行采样，得到采样信号；所述分析电路222对采样信号做FFT运算，得到反映信号强度的值；所述编码电路223对所得到的反映信号强度的值做伪彩色编码，生成二维图像数据；所述格式转换模块23采用ARM微处理器与FPGA实现，其中，串口接收二维图像数据后由ARM微处理器转换成16位的RGB数据及显示信息，FPGA输出VGA行场驱动信号，实现高分辨率VGA显示；所述存储模块24为SD卡，其用于存储所述二维图像数据；所述控制模块25采用ARM Corte-M4内核处理器作为主控芯片，其对成像距离、信号增益、成像范围角度进行控制，以及控制声纳的启动与关闭；所述电源模块26为包括声纳头1、控制盒2、视频眼镜3的整个系统供电。上述技术方案中，所述控制盒2还包括与外部陆上显示设备相连接的接口，通过该接口，所述控制盒2能够将所述二维图像数据发送到外部陆上显示设备，还能够将用户通过外部陆上显示设备发送的数据显示到所述视频眼镜3上。上述技术方案中，所述视频眼镜3包括镜片31、放大组件32、微型显示器33，三者在视频眼镜筒34内依次排列；其中，所述微型显示器33根据所接收到的二维图像数据生成二维图像，用户的目光通过镜片31与放大组件32在所述微型显示器33上看到能够反映外部环境的二维图像；所述视频眼镜筒34具有水密性。本技术的优点在于:1、本技术的头盔式彩色图像声纳通过收发合置换能器发射与接收信号，通过步进电机机械扫描的方式，避免了大规模运算问题，从而保证了电路结构的小巧；2、本技术的头盔式彩色图像声纳通过水下显示为潜水员配备了“眼睛”，可以给潜水员提供水下周围环境实时图像，并且能通过控制盒调整观测的视觉范围和距离，从而更好的掌握水下实时情况；3、本技术的头盔式彩色图像声纳可以对水下目标进行实时成像，将图像显示在潜水员面前的同时，也将图像数据存储起来，方便以后查看；4、本技术的头盔式彩色图像声纳体积小，质量轻，功耗小以及成像分辨率闻;5、本技术的头盔式彩色图像声纳可以像头灯一样安装于潜水员头盔，可以方便地挂在潜水员腰带上，不仅能够满足潜水员水下搜索的要求，而且解放了潜水员的双手，增强潜水员的水下作业自由度及舒适度，同时也可以在陆面进行实时显示，也可以轻易地固定于各种水下工作平台的各个位置，满足各种情况下水下环境及目标成像的要求。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的头盔式彩色图像声纳的结构示意图；图2是在一个实施例中的声纳头的结构示意图；图3是在一个实施例中的控制盒的结构示意图；图4是在一个实施例中的控制盒中的信号处理模块的结构示意图；图5是在一个实施例中的视频眼镜的结构示意图；图6是在一个实施例中声纳头中的收发合置换能器的结构示意图。图面说明I 声纳头2控制盒3 视频眼镜11步进电机12收发合置换能器13传动轴14水密接头21信号预处理模块22信号处理模块23格式转换模块24存储模块25控制模块26 电源27盒体31镜片32放大组件33微型显示器34视频眼镜筒121条形压电陶瓷换能器122半圆形聚甲醛壳体123引线轴221采样单元222分析单元223编码单元【具体实施方式】现结合附图对本技术作进一步的描述。参考图1，本技术的头盔式彩色图像声纳包括声纳头1、控制盒2、视频眼镜3 ;其中，所述声纳头I通过水密电缆连接到控制盒2，所述控制盒2还通过水密电缆与视频眼镜3相连。下面对本技术中的模块做进一步的说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头盔式彩色图像声纳，其特征在于，包括声纳头（1）、控制盒（2）、视频眼镜（3）；其中，所述声纳头（1）通过一支架安装在头盔上，所述视频眼镜（3）通过另一支架安装在所述头盔的眼部，并能由使用者调节位置；所述声纳头（1）通过水密电缆连接到控制盒（2），所述控制盒（2）还通过水密电缆与视频眼镜（3）相连；所述声纳头（1）在控制盒（2）的控制下向外部环境发射声纳信号并接收回波信号；所述控制盒（2）对整个系统的工作进行控制和供电，并对声纳头（1）所输出的声纳回波信号进行处理，从中提取出外部环境的信息，然后将其转换为二维图像数据；所述二维图像数据在所述视频眼镜（3）上显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，杨景华，
申请(专利权)人：王静，
类型：新型
国别省市：云南;53