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　　1.2 剖面声纳的系统结构

　　用于海底石油管线探测的多波束剖面声纳系统，既可以安装在机器人的底部，也可以悬挂于机器人的前端，具有灵活安装的特点。

　　根据系统实时性和准确性的考虑，将系统分为水下和水上两个单元，中间用光缆连接。水下单元位于机器人ROV载体上，包括水下控制处理舱和换能器基阵两个部分。水下控制处理舱主要包括DSP控制发射部分、发射机以及DSP并行处理部分；换能器基阵主要包括由宽带大功率阵子组成的呈45°×5°指向性的发射换能器和具有9个阵元、每个阵元呈5°指向性的接收换能器，其中，接收换能器内部含有模拟信号调理电路板，能够将换能器的模拟信号实时地转换成数字信号并通过IP网络实时传输到水下控制处理舱的DSP并行处理单元进行相关的信号处理。水上单元主要由水上主机构成，利用其串口实时控制发射信号的功率、发射帧率、采集时刻等，通过网卡接收水下单元DSP处理数据并通过VC++显示程序进行剖面结构信息的实时显示。剖面声纳系统结构图如图1所示。

　　接收换能器部分负责将接收换能器接收的模拟信号进行信号调理，包括放大、滤波、自动增益控制（AGC），并按照500kHz采样率转换成数字信号，然后通过网络传输到水下控制处理舱的DSP并行处理单元。该部分采用网络数据传输是因为：一方面由于网络物理层数据传输速度快，可以满足9路A/D的500kHz采样率及16bit的数据输出，使数据的传输与模拟信号的采集同步；另一方面，采用IP网络互连既可以实现点对点的连接，也可以实现一点发送多点接收。这样就可以实现主动声纳的分帧处理，即利用一个接收点处理一定帧的数据量，利用多个接收点处理一批帧的数据量，从而提高了系统的整体处理速度，使系统以更高的刷新帧率进行剖面结构的显示。

关键词： DSP 并行 声纳 音频处理