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海底三维声学图像实时处理系统设计
  • ISSN号:1005-9865
  • 期刊名称:海洋工程
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TB566[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学]
  • 作者机构:[1]杭州师范大学信息科学与工程学院,浙江杭州311100, [2]浙江大学数字技术及仪器研究所,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61001170)
  • 相关项目:复杂场景中运动目标检测与识别方法研究
中文摘要:

结合多核CPU硬件PC平台,设计了一种海底三维声学图像实时处理系统,主要包括声学前端信号处理子系统、数据传输控制子系统和PC客户端图像处理系统三个部分。声学前端信号处理子系统统根据接收到的多路声学换能器信号,通过两级FPGA信号处理,采集多通道水声信号,进行实时电子聚焦波束形成。为了解决海量声学数据快速传输问题,数据传输控制子系统未采用传统用户空间TCP/IP传输机制,而是直接通过嵌入式PowerPC处理器在Linux内核态采用DMA通道进行声学数据转发,减少系统调用和数据拷贝开销,有效提高网络传输效率。针对海量声学数据实时处理需求,PC客户端图像处理系统通过对复杂、耗时的单帧重建和数据拼接算法模块根据声学数据点的角度范围进行等分分割,对每个子范围声纳数据采用多线程并行处理,均衡多个CPU核之间负载,实现高性能三维声学图像实时处理。通过室内水池和湖试实验,结果表明该系统能够实时高效地进行三维声学图像采集、传输与处理。

英文摘要:

Marine 3-D sonar imaging processing system including sonar front-end signal acquisition sub-system,data transmission and control sub-system as well as PC-client imaging processing software system is designed using a multi-core CPU PC hardware platform.3-D sonar front-end signal acquisition sub-system receives sonar signals by two-level FPGA signal processing,and forms electronic focus beam.In order to achieve rapid transmission of huge sonar data,3-D sonar data transmission and control sub-system transmits sonar data in the Linux kernel mode and DMA channel by embedded PowerPC processor,and improves the network transmission efficiency by reducing system call and data copy.Aiming at real-time imaging processing requirement,PC-client 3-D sonar imaging processing software system achieves highly efficient imaging processing in the time-consuming single frame reconstruction and mosaicing modules by multi-thread parallel structure and load balance of multi-core CPU.Experimental results in the indoor pool and outdoor lake show that the system efficiently achieves 3-D sonar data acquisition,transmission and processing.

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期刊论文 7 会议论文 4 获奖 2 专利 2 著作 1
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期刊信息
  • 《海洋工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国海洋学会
  • 主编:窦希萍
  • 地址:南京市虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:oe@njhri.cn
  • 电话:025-85829332
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9865
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1423/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6163