Sonar de imagem multifeixe

Sonar de imagem de múltiplos feixes de banda única e dupla

Devido ao seu pequeno tamanho, é o equipamento ideal para aplicações em plataformas pequenas e, ao mesmo tempo, possui uma estrutura robusta e é a escolha preferida para robôs subaquáticos de grande qualidade de trabalho e aplicações de construção de topografía subaquática de medição.

Banda única e duplaSonar de imagem multifeixe

Devido ao seu pequeno tamanho, é o equipamento ideal para aplicações em plataformas pequenas e, ao mesmo tempo, possui uma estrutura robusta e é a escolha preferida para robôs subaquáticos de grande qualidade de trabalho e aplicações de construção de topografía subaquática de medição.



Nanjing Juhai Tecnologia da Informação Co., Ltd.

O sonar de imagem de feixe múltiplo é uma nova geração de sonar de imagem compacto com uma ampla gama de aplicações subaquáticas. Devido ao seu pequeno tamanho, é o equipamento ideal para aplicações em plataformas pequenas, ao mesmo tempo que possui uma estrutura morfológica robusta e é a escolha para aplicações como robôs subaquáticos e medição de estruturas de topografía subaquáticas.

Sonares de imagem de feixe múltiplo com diferentes opções de pressão de 500m, 1000m, 4000m.

Série M: modelo padrão, resistência à pressão de 500 m.

Série MT: com todas as vantagens da Série M, caixa de titânio, resistência à pressão de 1000m.

Série MD: carcaça de titânio, resistência à pressão 4000m, para o trabalho em ambientes de águas profundas.

Características:

1, faixa de frequência de 375 kHz a 3,0 MHz, sistema de frequência única e dupla, adequado para navegação subaquática, percepção de situação subaquática e trabalho de detecção.

2, fornecer uma ampla gama de ângulo de visão, 130 graus horizontal, ângulo de feixe vertical de 20 graus.

Ampla capacidade de medição, a partir de 0. 1m a 200m.

Qualidade de imagem de alta definição, resolução angular mínima de 0,25 graus.

Excelente clareza de imagem, resolução de escala de até 2 mm.

Software de operação simples e intuitivo.

A taxa de atualização das imagens em tempo real de saída é de até 40Hz.

Parâmetros de desempenho:

Parâmetros mecânicos

Série M Série MT Série MD Série

尺寸 125 mm (L) x 122mm (W) x 62mm (H) 125mm (L) x 122mm (W) x 62mm (H) 125mm (L) excluindo conector x ø125mm

material alumínio titânio titânio

重量 980 g (ar), 360g (água) 1350g (ar), 730g (água) 2,5kg (ar), 1,45kg (água)

Pressão 500 m 1000m 4000m

Temperatura de trabalho -5°c até +35°c -5°c até +35°c -5°c até +35°c

Temperatura (armazenamento) -20°c até +50°c -20°c até +50°c -20°c até

M370s M750d M1200d M3000d

MT370s MT750d MT1200d MT3000d

MD370s MD750d MD1200d MD3000d

频率 375 KHz 750kHz/1,2MHz 1,2MHz/2,1MHz 1,2MHz/3,0MHz

Alcance (máximo) 200m 120m/40m 40m/10m 30m/5m

Medição (mínimo) 0.2m 0.1m 0.1m 0.1m

Resolução de medição 8 mm 4mm / 2.5mm 2.5mm / 2.5mm 2.5mm / 2mm

Taxa máxima de atualização 40 Hz 40Hz 40Hz 40Hz

Ángulo de detecção horizontal 130° 130° / 130° 130° / 60° 130° / 40°

Ángulo de detecção vertical 20° 20° / 20° 20° / 12° 20° / 20°

Número de feixes 256 512 512 512

Resolução angular 2° 1° / 0,6° 0,6° / 0,4° 0,6° / 0,4°

Intervalo de feixe 0,5° 0,25° / 0,25° 0,25° / 0,16° 0,25° / 0,1°

Indicadores elétricos

Série M

Série MT Série MD

接口 Série Impulso IE55, Série Impulso MC de 6 vias, 6 vias (opção Schilling SeaNet / Burton)

通讯 4- fio 100-BaseT Ethernet, módulo de extensão DSL de 2 fios 4 fios 100-BaseT Ethernet, módulo de extensão DSL de 2 fios

电压 12 V a 32V DC não isolado 18V a 32V DC isolado

功率 10 W a 35W (dependendo do modelo e da gama*) 10W a 35W (dependendo do modelo e da gama*)

Sensores Sensores de temperatura e pressão para cálculo da velocidade sonora Sensores de temperatura e pressão para cálculo da velocidade sonora

Princípio de funcionamento

Tradicionalmente, um sonar é um dispositivo mecânico que varredura os setores à sua frente ou ao redor através de sensores rotativos (transmissores e receptores). Em cada posição do transductor, um pulso sonoro será transmitido para a água e o eco coletado pelo receptor será desenhado no monitor. Dependendo da resolução necessária, a imagem pode levar dezenas de segundos para ser atualizada, durante o qual qualquer movimento do sonar pode manchar e distorcer a imagem. Ao contrário do sonar mecânico, o Oculus é um sonar de feixe múltiplo sem componentes móveis, que é um conjunto de receptores que coletam o eco de um único pulso de transmissão e combinam os dados matematicamente em imagens usando um processo chamado de "formação de feixe". Isso permite que a imagem seja gerada várias vezes por segundo e visualizada em tempo real como a saída da câmera.

Alguns sonares Oculus (com o sufixo "d" no final do nome) são de dupla frequência, com modos de operação de baixa e alta frequência, permitindo que o operador escolha entre uma faixa acústica mais longa ou imagens de alta resolução, respectivamente.

As imagens de sonar precisam de algum treinamento e exercício para serem interpretadas, porque, na visão do operador, exibida como uma visão de cima para baixo que cobre sua área dianteira, a imagem de sonar pode ser iluminada 130 ° na direção horizontal e 20 ° na direção vertical, dependendo do padrão de frequência escolhido. O brilho dos alvos e texturas no monitor indica quanto som eles refletem (gases ou materiais densos refletem mais som do que lama, areia e lama), enquanto as sombras de som podem ser projetadas de acordo com a geometria do objeto ou do fundo do mar.

Combinando a velocidade do som conhecida na água (VOS – “c”) com o tempo de recepção do eco (“t”), o sonar pode calcular a distância pela qual o som se espalha (“d”).

Como o som deve ser transmitido do sonar para o objeto alvo e, em seguida, de volta, a distância ('r') entre o sonar e o alvo é metade da distância total.

No mundo real, o sonar verá vários alvos na frente. Os pulsos sonoros emitidos refletirão cada alvo em momentos diferentes, mas o receptor registrará todos os ecos (para o som de ida e volta para o alvo) durante um período de tempo equivalente ao dobro da faixa máxima de trabalho.

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Os ecos recebidos são combinados em um único sinal de recepção, cuja posição temporal está diretamente relacionada com a distância, e a intensidade de cada eco depende do grau de reflexão do alvo.

Os alvos com densidades muito diferentes da água (como gás / ar ou rocha / concreto) terão uma forte reflexão e eco, enquanto o eco de materiais como lama, lama, areia e plantas terá um eco mais fraco.

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Modo de feixe de som

Ao considerar como o sonar funciona, pode ser útil imaginar o sonar como uma lanterna usada em uma sala escura. O usuário só pode ver a parte da sala iluminada pela tocha, e seu horizonte de visão diminui se o feixe da tocha for mais estreito.

Da mesma forma, o sonar tem uma largura e altura fixas para as áreas em que o som é "iluminado", os quais são conhecidos como padrões de feixe horizontal e vertical.

Os sonares Oculus com o sufixo "d" (por exemplo, o M750d e o M1200d) são dispositivos de dupla frequência que suportam dois modos de funcionamento, a saber, baixa e alta frequência. Os sonares Oculus de frequência única (com o sufixo de nome 's', como os M370s) suportam apenas o modo de trabalho de baixa frequência. E

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Cada padrão tem seu próprio padrão de feixe, como mostrado na imagem abaixo:

Visibilidade do alvo

Os objetos (ou alvos) localizados dentro do feixe de sonar serão acústicamente "iluminados" e poderão receber seu eco (alvo), enquanto os objetos localizados fora dele (alvo e ƒ) podem não aparecer no monitor de sonar:

Deve-se notar que, embora o gráfico acima mostre os limites do feixe de sonar, isso realmente representa o nível de "metade de potência" da onda sonora. Os alvos verticais fora da área podem ainda ser vistos no monitor, mas seus níveis de eco diminuirão rapidamente à medida que se afastam do modo de feixe.

Na direção horizontal, uma imagem fora do modo de feixe não é exibida devido à largura fixa da exibição "de cima para baixo".

O sonar não é capaz de determinar o ângulo de alcance vertical do eco, portanto, se dois alvos estiverem na frente do sonar com a mesma distância vertical um do outro, o sonar mostrará os dois alvos como um único resultado de sua combinação de eco.

Ver o fundo do mar

Como discutido nas seções anteriores, o sonar pode ser considerado uma lanterna portátil com um feixe de iluminação horizontal largo e vertical estreito - continuando essa analogia, a imagem do sonar exibida no monitor do operador pode ser vista como uma visão "de cima para baixo" da área iluminada. Para os usuários que desejam realizar atividades de busca e localização ou pesquisas do fundo marinho, o Oculus pode ser instalado em uma tela para poder iluminar e ver diferentes quantidades de fundo marinho:

Se o sonar estiver perto do fundo do mar e se inclinar para baixo, então apenas uma pequena barra na frente dele será mostrada. Ao obter a altura do fundo do mar, o operador pode iluminar feixes de fios mais largos para tirar melhor proveito do monitor.

Para situações em que o sonar é necessário para pesquisar o fundo marinho em frente, o melhor uso do display é equilibrar a altura acima do fundo marinho e o ângulo do sonar para baixo, para que zui ilumine o fundo marinho ƒ em grande medida.

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Como regra muito comum, se o ângulo para baixo for de 15° e a altura for superior a 10% da faixa de trabalho, o sonar pode alcançar a melhor cobertura do fundo marinho de 70% no ecrã, isto é, para uma faixa de 20m, o sonar deve ser instalado cerca de 2m acima do fundo marinho e para uma faixa de 80m, a altura deve aumentar para cerca de 8m.

Sombra acústica

A semelhança entre o sonar e a tocha continua porque a "iluminação" do sonar pode ser usada para gerar sombras sonoras, o que é muito útil para o operador determinar a altura, a forma e a direção do alvo na frente do sonar.

Como mencionado anteriormente, o monitor pode ser visto como uma visão de cima para baixo (ou satélite) na frente do Oculus:

1.1. Conheça o eco

Embora tenha sido mencionado que um monitor de sonar pode ser visto como uma imagem de cima para baixo de sua área frontal, essa analogia tem algumas limitações.

Quando o sonar ilumina a imagem do lado, apenas a borda ou superfície de alvo mais próxima do sonar é iluminada.

Se a superfície do alvo estiver em um certo ângulo, algumas ondas sonoras entrantes serão refletidas no sonar, enquanto outras se espalharão em direções diferentes e o brilho geral do alvo diminuirá.

A imagem abaixo ilustra isso, destacando em vermelho as áreas mais brilhantes na tela em três alvos simples e como essas áreas são exibidas em alvos reais:

Dependendo da distância do sonar ao alvo, também pode haver um impacto significativo na imagem.

Devido à forma como as ondas sonoras se espalham a partir do transmissor, a sombra projetada pelo alvo distante se estreita atrás dele, mas a largura da sombra aumenta quando o sonar se aproxima deles. Nestes casos, o operador deve estar ciente de que essas sombras podem esconder outros alvos porque não há som para iluminá-los.

Quando a visibilidade dos operadores é limitada pela sombra de um alvo próximo, eles devem se esforçar para elevar a altura do sonar acima do fundo do mar (e o alvo que causa a sombra) e, possivelmente, inclinar o sonar para baixo para compensar.

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Conheça o eco

Embora tenha sido mencionado que um monitor de sonar pode ser visto como uma imagem de cima para baixo de sua área frontal, essa analogia tem algumas limitações. Quando o sonar ilumina a imagem do lado, apenas a borda ou superfície de alvo mais próxima do sonar é iluminada.

Se a superfície do alvo estiver em um certo ângulo, algumas ondas sonoras entrantes serão refletidas no sonar, enquanto outras se espalharão em direções diferentes e o brilho geral do alvo diminuirá. A imagem abaixo ilustra isso, destacando em vermelho as áreas mais brilhantes na tela em três alvos simples e como essas áreas são exibidas em alvos reais:

Alcance e frequência e qualidade da imagem

Como mencionado anteriormente, alguns sonares Oculus têm dois modos de funcionamento:

Baixa frequência, que permite operações de longa distância com um ângulo de visão amplo – útil para tarefas de pesquisa e medição.

Alta frequência, gerando mais detalhes em uma faixa mais curta e ângulos de visão mais estreitos

Isso é útil para estudos detalhados de alvos de curta distância.

A figura a seguir mostra uma comparação entre os mesmos locais de teste em dois modos de operação:

Resumo das operações do sonar

Em geral, os seguintes pontos resumem o funcionamento do sonar:

As imagens do sonar mostram uma exibição "de cima para baixo" do eco recebido da borda frontal do alvo.

Só podem ser vistos os alvos iluminados pelo raio de sonar:

130°/80°, dependendo do modo de frequência

20°/12° vertical, embora este seja o ponto de semi-potência, pode haver alvos mais escuros fora dele.

Como nenhuma informação vertical está disponível, os alvos alinhados ou sobrepostos verticalmente no feixe de sonar serão combinados em um único eco.

Os alvos densos ou gaseosos parecem mais brilhantes no ecrã, enquanto a lama e a lama parecem muito escuros.

O alvo projeta uma sombra sonora que pode esconder todo ou parte do alvo por trás dele, especialmente quando o sonar se aproxima do alvo.

Alterar a altura acima do fundo marinho para alterar o ângulo de iluminação do alvo e o comprimento da sombra que eles projetam, o que ajuda a explicar as características na imagem do sonar.

· Em ambientes de alta turbulência (rochosos / rochosos), use o controle de ganho para aumentar o alvo fraco ou reduzir o reflexo de ruído de fundo.

Se possível, usar diferentes padrões de frequência, de acordo com o alcance e o nível de detalhes exigidos:

O modo de baixa frequência permite um ângulo de visão amplo (130°), com o maior alcance suportado pelo sonar.

O modo de alta frequência oferece imagens detalhadas de alta resolução, mas o ângulo de visão (80°) e a configuração de faixa mais curta são reduzidos.

Durante a navegação ou medição do fundo marinho, o sonar é instalado horizontalmente, apontando para a frente e ligeiramente inclinado para baixo (10-15°).

Uma boa regra para a melhor cobertura do fundo marinho no monitor é manter a altura do fundo marinho em cerca de 10% da faixa selecionada do sonar, ao mesmo tempo em que ganha experiência com o sonar.

· Para calibrar a escala com precisão, verifique se o grau correto de mineralização da água foi inserido no software no local de operação.