Гидрографический эхолот

Авторы патента:

G01S15/89 - системы, предназначенные для картографирования отображения

Владельцы патента RU 2552120:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Форт XXI" (ООО НПП "Форт XXI") (RU)

Предложенное изобретение относится к области гидрографических и гидрологических исследований и позволит повысить качество работ по определению рельефа дна и т.п. Гидрографический эхолот предусматривает использование первого одночастотного излучателя и второго двухчастотного излучателя, подключаемых к эхолоту раздельно. Средства обработки отраженных зондирующих импульсов учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области прикладных гидрографических и гидрологических исследований.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран гидрографический эхолот, интегрированный с судовым навигационным терминалом, см. CN 203069188, публикация 17.07.2013. Известный из CN 203069188 гидрографический эхолот включает средства формирования и настройки зондирующих импульсов, средства обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационным приемником и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна. В свою очередь, предлагаемое изобретение, представляющее собой дальнейшее развитие устройств и систем, аналогичных описанным выше, позволит предложить устройство гидрографического эхолота, сочетающее точность измерений и удобство работы с оборудованием, включая удобство принятия решения по результатам измерений.

Указанный технический результат достигается при использовании предложенного гидрографического эхолота, включающего средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов, средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна. В отличие от аналога средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов предложенного эхолота включают первый одночастотный излучатель и второй двухчастотный излучатель, подключаемые к эхолоту раздельно, и обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины. Также в отличие от аналога средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов предложенного эхолота учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. Используются комбинированные излучатели, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов. Электронный блок эхолота, первый одночастотный излучатель, второй двухчастотный излучатель, навигационно-гидрографическое оборудование и персональный компьютер взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов. Предпочтительно предложенный гидрографический эхолот входит в состав оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных участках шельфа, для чего эхолот располагается на транспортном средстве, например на морском или речном судне, включая маломерные суда.

Предложенный гидрографический эхолот представляет собой комплекс интегрируемого оборудования, включающего: электронный блок 1, первый одночастотный излучатель 2₁, второй двухчастотный излучатель 2₂. Используются комбинированные излучатели 2, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов. Также обеспечивается работа во взаимодействии с навигационно-гидрографическим оборудованием 3 и персональным компьютером 4. Перечисленные составные части: электронный блок 1 эхолота, первый одночастотный излучатель 2₁, второй двухчастотный излучатель 2₂, навигационно-гидрографическое оборудование 3 и персональный компьютер 4 взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов (приведена схема компоновки оборудования). Электронный блок 1 эхолота размещен в моноблочном герметичном корпусе, пригодном к ручной переноске, корпус оборудован кронштейном для установки эхолота на горизонтальную и вертикальную поверхности. Интерфейс электронного блока включает цифровой индикатор (индикация глубины без подключения персонального компьютера 4), световые индикаторы режимов работы, клавиши задания глубины, клавишу включения/выключения. Обеспечивается использование одночастотного 2₁ и двухчастотного 2₂ излучателей 2, подключаемых через соответствующие разъемы на задней панели корпуса эхолота. Таким образом обеспечивается интеграция в едином измерительном комплексе различных устройств, используемых в нужном порядке.

Средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов включают первый одночастотный излучатель 2₁ и второй 2₂ двухчастотный излучатели 2, подключаемые к эхолоту раздельно, аналоговые электронные схемы формирования импульса и цифровые схемы настройки и управления формированием импульса, входящие в состав электронного блока 1 эхолота, обеспечивающие формирование и настройку зондирующих импульсов. То есть к работающему эхолоту подключен только один из излучателей 2 в зависимости от требований к режиму измерений. Средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины, что совместно с выбором типа излучателя обеспечивает настройку параметров измерения и соответственно качество измерений в целом. Средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием 3 и персональным компьютером 4, с отображением на персональном компьютере 4 сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна, представляют собой программно-аппаратную реализацию последовательного интерфейса. Предусматривается как получение электронным блоком 1 данных навигационного приемника 3 и персонального компьютера 4, так и отображение результатов измерений с использованием персонального компьютера 4 (архивирование и хранение данных). В предложенном эхолоте данные средства обеспечивают обработку полученных данных с учетом физических свойств водной среды: учитывается зависимость скорости звука от ее физических свойств, например, с помощью эмпирической формулы Вильсона. При обработке данных выполняется разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения с итоговым формированием изображения профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. Таким образом, обеспечивается точность и качество измерений.

С наибольшей эффективностью, подтвержденной испытаниями, предложенный гидрографический эхолот будет использован в составе оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных (до 50 м) участках шельфа. В таком случае оборудование эхолота располагается на транспортном средстве, например на маломерном судне, с которого ведутся необходимые измерения. Описанное выше оборудование эхолота может быть оперативно перемещено на маломерном судне, собрано, разобрано, интегрировано с различным сторонним оборудованием силами одного оператора.

1. Гидрографический эхолот, включающий средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов, средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна, отличающийся тем, что
средства формирования и настройки зондирующих импульсов включают первый одночастотный излучатель и второй двухчастотный излучатель, подключаемые к эхолоту раздельно, и обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины;
средства обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала.

2. Гидрографический эхолот по п.1, отличающийся тем, что используются комбинированные излучатели, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов.

3. Гидрографический эхолот по п.1, отличающийся тем, что электронный блок эхолота, первый одночастотный излучатель, второй двухчастотный излучатель, навигационно-гидрографическое оборудование и персональный компьютер взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов.

4. Гидрографический эхолот по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что входит в состав оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных участках шельфа.

5. Гидрографический эхолот по п.4, отличающийся тем, что расположен на транспортном средстве, например на морском или речном судне, включая маломерные суда.

Похожие патенты:

Параметрический профилограф // 2541733

Изобретение относится к акустическим локационным системам и может быть использовано для определения структуры дна и донных осадков. Параметрический профилограф содержит синхронизатор, блок индикации, приемный тракт, излучающий тракт, выход которого соединен с акустической излучающей антенной, вход приемного тракта соединен с акустической приемной антенной, а выход - с сигнальным входом блока индикации, блок задания величин допустимого отклонения углов направлений излучения зондирующего сигнала от вертикали, блок сравнения, схему совпадения и блок контроля угла наклона, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, при этом блок задания величин допустимого отклонения углов направлений излучения зондирующего сигнала от вертикали соединен с другим входом блока сравнения, выход которого соединен с одним входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом синхронизатора, а выход схемы совпадения соединен с управляющими входами блока индикации, приемного тракта, излучающего тракта и входом разрешения синхронизатора.

Ультразвуковое допплеровское аудиоустройство контроля кровотока со смещением основного тона // 2536418

Изобретение относится к ультразвуковым диагностическим системам. Система формирования изображений содержит ультразвуковой зонд, работающий на ультразвуковой допплеровской частоте f0 передачи, допплеровский демодулятор, который создает сигналы допплеровского смещения из скорости кровотока в полосе аудиочастот, дисплей допплеровской информации, допплеровскую аудиосистему и чувствительную к сигналам допплеровского смещения, которая создает допплеровский аудиосигнал со смещенным основным тоном, не изменяя отображаемую скорость кровотока.

Способ определения глубин в реальном масштабе времени при обследовании рельефа дна гидролокатором бокового обзора // 2521127

Изобретение относится к области гидроакустики. Сущность: способ определения глубин в реальном масштабе времени при обследовании рельефа дна гидролокатором бокового обзора с последующим его восстановлением, включающий измерения времени задержки синфазных сигналов донной реверберации, принимаемых двумя антеннами, разнесенными по вертикали на несколько длин волн упругих колебаний, и разрешение неоднозначности измерений, вычисление глубин, в котором для достижения технического результата при каждом совпадении фаз интерферирующих сигналов регистрируют мгновенное значение частоты сигнала в нижнем канале, измеряют время запаздывания появления сигнала в верхнем канале с тем же значением мгновенной частоты, измеренное значение времени запаздывания умножают на значение рабочей частоты интерферометра, определяют порядковую нумерацию ряда измерений задержки прихода синфазных сигналов в период каждого зондирования в реальном масштабе времени, глубины вычисляют, соответствующие каждой интерференционной полосе, а при последующем восстановлении рельефа дна по измеренным глубинам выполняют оценку репрезентативности (значимости) критических точек рельефа путем представления гладкой непрерывной поверхности рельефа дна деревом Кронрода-Риба.

Способ съемки рельефа дна акватории и устройство для съемки рельефа дна акватории // 2519269

зобретение относится к гидрографии, в частности к способам и техническим средствам барометрической съемки рельефа дна путем определения глубин на заданной акватории с определением их геодезических координат.

Создание стандартизованных протоколов для анализа данных трехмерной эхограммы // 2514112

Изобретение относится к медицинским системам ультразвуковой диагностики с использованием данных трехмерной эхограммы. Система ультразвуковой диагностической визуализации содержит трехмерный ультразвуковой зонд, тракт прохождения ультразвукового сигнала, соединенный с ним дисплей и блок аналитической обработки изображений, выполненный с возможностью определения местоположения опорного изображения в наборе данных трехмерных изображений, манипулирования набором данных трехмерных изображений от проекции опорного изображения, записи манипуляций набором и воспроизведения записанных манипуляций от проекции опорного изображения.

Способ составления и вычисления объема в системе ультразвуковой визуализации // 2508056

Изобретение относится к средствам измерения объема тела в процессе ультразвуковой визуализации. Способ автоматического составления объема в системе ультразвуковой визуализации содержит этапы, на которых выполняют сбор набора данных 3-мерного изображения объекта, пользователь выбирает первую представляющую интерес поверхность в данных 3-мерного изображения, причем упомянутая первая поверхность содержит первый срез объекта, автоматически определяют главную ось первого среза объекта на первой представляющей интерес поверхности, задают первый набор плоскостей из данных 3-мерного изображения, причем упомянутые плоскости не параллельны главной оси первого среза, однако, параллельны друг другу, с заданным расстоянием между двумя последовательными плоскостями вдоль главной оси, для, по меньшей мере, двух плоскостей из первого набора плоскостей, каждая из которых содержит соответствующий второй срез объекта, автоматически проводят контур каждого второго среза, осуществляют автоматическое составление объема объекта посредством наложения контуров, проведенных в двух плоскостях из первого набора плоскостей, вдоль главной оси и посредством разнесения плоскостей на заданное расстояние.

Способ оценки геологической структуры верхних слоев дна // 2503037

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения геологических данных морских донных осадков по измерению характеристик низкочастотных акустических полей в морской среде, не осуществляя предварительного бурения скважин.

Интервенционная навигация с использованием трехмерного ультразвука с контрастным усилением // 2494676

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам диагностической визуализации ультразвуком. Способ заключается во введении средства усиления контрастности в отслеживаемую ткань, получении, во время периода действия средства, опорного 3D CEUS объема и информации слежения и изображения в реальном времени отслеживаемой ткани, формировании мультипланарной реконструкции изображения (MPR) с контрастным усилением (CEUS) для одного из полученных изображений в реальном времени, отображении полученного изображения в реальном времени, показывающего инструмент в пределах требуемой части, и соответствующего изображения MPR CEUS для интервенционной навигации после истечения периода действия усиления контрастности.

Способ стереосъемки рельефа дна акватории и устройство для его осуществления // 2487368

Изобретение относится к области гидрографии и может быть использовано для стереосъемки рельефа дна акватории гидроакустическим средством (ГАС), а также поиска подводных объектов, расположенных на поверхности дна акватории.

Гидроакустический автономный волнограф // 2484428

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения и регистрации морского волнения методом импульсной эхолокации узконаправленным лучом в направлении от дна к поверхности воды.

Способ съемки рельефа дна акватории и эхолот для его осуществления // 2573626

Изобретение относится к области гидрографии и может быть использовано для изучения поля рельефа дна в Мировом океане в целях навигационного гидрографического обеспечения флота и народного хозяйства. Способ съемки рельефа дна акватории, согласно изобретению, включает вождение судна, на котором установлен эхолот, по запланированным галсам, излучение гидроакустических сигналов в сторону дна, прием отраженных от поверхности дна этих сигналов эхолотом, измерение расстояния гидроакустическим путем от приемоизлучающей антенны эхолота до места отражающей поверхности дна акватории, определение геодезических координат приемоизлучающей антенны эхолота, измерение параметров бортовой и вертикальной качек истинного курса, скорости движения судна, в начале каждого галса и в конце проходят судном через место расположения опорного гидрографического пункта (ОГП) с известными глубиной и его геодезическими координатами, измеренные в моменты прохода через ОГП, и ее геодезические координаты фиксируются, а истинные значения глубин и их геодезические координаты в пунктах, расположенных вдоль галса, определяют вычислительным путем по установленным новым формулам, приведенным в описании изобретения. Эхолот для осуществления данного способа съемки рельефа дна акватории содержит приемоизлучающую антенну, передающий блок, приемоизмерительный блок, блок управления, а также введенный блок автоматического определения истинных глубин и их геодезических координат, свободных от случайных и систематических погрешностей, вычислительным путем по установленным формулам, и регистратор, при этом выход определяющего и вход приемоизмерительного блоков соединены соответственно через блок управления с входом приемоизлучающей антенны, а выходы приемоизмерительного блока и навигационного комплекса через блок управления соединены с входом блока автоматического определения истинных глубин и их геодезических координат, свободных от случайных и систематических погрешностей, выход которого соединен с входом регистратора. Технический результат: обеспечение автоматического исключения случайных систематических погрешностей при съёмке дна акватории эхолотом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Данные ультразвукового объемного изображения, переформатированные в виде последовательности плоских изображений // 2584127

Изобретение относится к диагностическим ультразвуковым системам для трехмерной визуализации. Ультразвуковая диагностическая система визуализации содержит ультразвуковой датчик, выполненный с возможностью сбора набора данных 3-мерного изображения объемной области, блок мультипланарного переформатирования, реагирующий на набор данных 3-мерного изображения, выполненный с возможностью формирования множества 2-мерных изображений, блок задания последовательности изображений, реагирующий на 2-мерные изображения, выполненный с возможностью формирования последовательности 2-мерных изображений, которые могут быть воспроизведены в виде последовательности 2-мерных изображений стандартного формата, порт данных, связанный с блоком задания последовательности изображений, выполненный с возможностью передачи последовательности 2-мерных изображений в другую систему визуализации, и дисплей просмотра последовательностей 2-мерных изображений. Система визуализации дополнительно содержит пользовательский интерфейс управления для выбора нормального направления через набор 3-мерных данных, который содержит выбор плоскости 2-мерного изображения, проходящей через набор 3-мерных данных, причем изображения последовательности 2-мерных изображений, сформированных блоком переформатирования данных изображения, параллельны плоскости выбранной плоскости 2-мерного изображения. Использование изобретения позволяет облегчить перенос и использование данных 3-мерного изображения на других платформах для медицинских изображений. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Улучшение ультразвуковой трехмерной визуализации большого объема // 2599911

Использование: для визуализации трехмерного ультразвукового изображения объема. Сущность изобретения заключается в том, что корректируют центральную частоту приема полосового фильтра сигнального процессора как функцию расстояния между линиями сканирования массива преобразователей. Технический результат: обеспечение возможности улучшения трехмерной ультразвуковой визуализации большого объема. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система и способ трехмерных ультразвуковых измерений объемных областей // 2620865

Использование: для ультразвуковой визуализации. Сущность изобретения заключается в том, что во избежание известного эффекта “заваливания”, из-за которого расстояние, измеренное системой, меньше, чем действительное расстояние между двумя точками, пользователь имеет возможность контролировать глубину указателя, отображаемого на изображении на дисплее. Кроме того, предусмотрена индикация совмещения указателя со структурой в объемной области для того, чтобы сделать перемещение указателя из плоскости, показанной на дисплее, более удобным для пользователя. Технический результат: обеспечение возможности исключения появления эффекта “заваливания”. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Двумерные решетки ультразвукового преобразователя, работающие с различными ультразвуковыми системами // 2623818

Использование: для ультразвуковой медицинской диагностики. Сущность изобретения заключается в том, что матричный датчик преобразователя имеет двумерную решетку элементов преобразователя, соединенную с регулируемыми элементами задержки для каждого элемента. Управляемая матрица переключателей объединяет множество неодинаково задержанных сигналов элемента для формирования сигнала пэтча и выдачи множества сигналов пэтча таким образом. Матрица переключателей определяет конфигурацию пэтча с учетом количества каналов формирователя лучей системы, который завершает формирование лучей, а задержки элементов устанавливаются с учетом конфигурации используемых элементов в каждом пэтче. Формирование сигнала пэтча может выполняться в два этапа, включая этап, который включает в себя подсоединенный объединитель сигналов. Матричный датчик может работать с формирователями лучей системы разного размера или одинаковым набором преобразователей, используемым в различных датчиках, выполненных для конкретных конфигураций формирователя лучей. Технический результат: обеспечение возможности конфигурировать 2D матрицу для работы с различными формирователями лучей при сохранении высокого разрешения получающегося изображения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Матрицы ультразвуковых преобразователей с переменными геометриями участков поверхности // 2638967

Двумерный ультразвуковой матричный преобразователь принимает эхо-сигналы с увеличивающихся глубин объемной области. 2D матрица конфигурирована в участки поверхности из элементов, которые обрабатываются микроформирователем пучка, и суммированные сигналы из участка поверхности вводятся в канал формирователя ультразвукового пучка. На наименьшей глубине 2D матрица принимает эхо-сигналы из небольших участков поверхности в центре апертуры. По мере того, как сигналы принимаются с увеличивающихся глубин, апертура наращивается посредством симметричного добавления участков поверхности последовательно увеличивающихся размеров с каждой стороны от небольших участков поверхности в центре. Способ по изобретению может совершенствовать многолинейное функционирование как 1D, так и 2D матричных датчиков. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Ультразвуковая система и способ измерения с использованием сдвиговой волны // 2641067

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам измерения с использованием сдвиговой волны. Ультразвуковая система для измерения свойства исследуемой области у субъекта с использованием сдвиговой волны содержит ультразвуковой зонд, выполненный с возможностью последовательно передавать, в каждое из множества фокусных пятен в исследуемой области, толкающий импульс для генерации сдвиговой волны, причем каждое из множества фокусных пятен имеет взаимно отличающееся значение глубины, и принимать ультразвуковые эхо-сигналы смежно с каждым из множества фокусных пятен, детектор сдвиговых волн, который указывает свойство, которое генерируемая сдвиговая волна имеет в фокусном пятне, и средство оценки свойства, выполненное с возможностью оценивать второй параметр, который указывает на свойство исследуемой области, в качестве функции извлекаемых первых параметров во множестве фокусных пятен. Способ измерения свойства осуществляется с использованием системы и ее компьютерного продукта. Использование группы изобретений позволяет расширить арсенал средств для оценки механических свойств ткани. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения на навигационных картах границ опасных участков морского дна // 2647199

Изобретение относится к области гидрографии, в частности к способам и техническим средствам барометрической съемки рельефа дна путем определения глубин на заданной акватории. Способ определения на навигационных картах границ опасных участков морского дна включает построение и нанесение изобат по результатам промеров на навигационные карты. При этом дополнительно выполняют сегментирование картографического отображения рельефа дна на монотонные участки с известными наибольшими и наименьшими глубинами и выполняют измерения кратчайших расстояний от оси судового хода до опасных изобат с обоих бортов судна. Затем выполняют оценку безопасности прохода судна вблизи пространственных опасностей путем построения регрессионных моделей опасных изобат. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение навигационной безопасности судов путем определения границ опасных участков дна на картах без использования интерполяции глубин. 2 ил.