Post-Elaborazione del segnale ricevuto

Post-Elaborazione del segnale ricevuto

L’immagine che si ricostruisce, stampando semplicemente la matrice dei dati, ottenuti dal campionamento e dalla digitalizzazione del segnale ricevuto, anche se può risultare di buona qualità, non è corretta dal punto di vista geometrico. Questo perché le celle di risoluzione in distanza del fondale sono di dimensione variabile.

Per ovviare a questo inconveniente, bisogna effettuare una correzione geometrica, modificando opportunamente l’asse y, relativo ad una striscia di fondale.

La correzione risulta facile nell’ipotesi di fondale piatto:

\(y=\sqrt{\frac{{{c}^{2}}{{t}^{2}}}{4}-{{H}^{2}}}\)

Mentre richiede una conoscenza a priori dell’altimetria del fondale, se tale ipotesi non fosse verificata:

\(y=\sqrt{\frac{{{c}^{2}}{{t}^{2}}}{4}-H{{\left( y \right)}^{2}}}\)

La non perfetta stabilità della piattaforma, crea una distorsione nell’immagine acquisita, nota come effetto mosaico (figura 1.7). Se il semovente, è equipaggiato di un dispositivo di controllo delle oscillazioni, è possibile generare un algoritmo che compensi questo effetto.

L’immagine di sinistra mostra come a partire dal ritardo dell’eco è possibile risalire al range. L’immagine di destra, mostra invece il fenomeno dell’effetto mosaico.
Figura 1.7  L’immagine di sinistra mostra come a partire dal ritardo dell’eco è possibile risalire al range. L’immagine di destra, mostra invece il fenomeno dell’effetto mosaico.

Simulatore side scan sonar

Autore del software sviluppato in MATLAB:  Ing Casparriello Marco 

Capitolo 1   Side Scan Sonar – Principi di funzionamento

1.1       Introduzione

1.2       Risoluzione

1.3       Impulso trasmesso

1.4       Schema a blocchi di un side scan sonar

1.5       Post-Elaborazione del segnale ricevuto

1.6       L’equazione del sonar

1.7       Unità di misura.

Capitolo 2    Parametri acustici in ambiente marino.

2.1       Introduzione.

2.2       Velocità del suono.

2.3       Attenuazione per assorbimento.

2.4       Effetto di curvatura dei raggi

2.5       Riflessione.

2.6       Scattering.

2.7       Legge di Lambert

2.8       Ombre acustiche.

Capitolo 3  Descrizione del Software MATLAB.

3.1       Schema di principio del simulatore.

3.2       Modelli Teorici Simulatori Sonar

3.3       Approccio cell scattering.

3.4       Parametri di ingresso e approssimazioni

3.5       Generazione della rugosità del fondale.

3.6       Batimetria.

3.7       Posizionamento di oggetti sul fondale.

3.8       Backscattering.

3.9       Algoritmo di individuazione dei punti in ombra.

3.10     Impronta a terra e divisione in celle di risoluzione.

3.11     Simulazione del movimento del sonar

3.12     Algoritmo di correzione per i punti a quota non nulla 

3.13     Aggiunta del rumore.

Capitolo 4  Risultati e Simulazioni MATLAB

4.1  Risultati e  Simulazioni.

Appendici

Appendice A.

Appendice B.

Appendice C.

Riferimenti

[1]  Paul C. Etter, Underwater Acoustic Modelling  and  Simulation, third edition. Spon Press, 2003

[2]  BLONDEL, Philippe. The handbook of sidescan sonar. Springer, 2007

[3]  GODDARD, Robert P. The sonar simulation toolset, release 4.6: Science, mathematics, and algorithms. WASHINGTON UNIV SEATTLE APPLIED PHYSICS LAB, 2008.

[4]  ETTER, Paul C. A review of recent developments in underwater acoustic modeling. The Journal of the Acoustical Society of America, 2011, 129: 2631

[5]  JACKSON, Darrell R.; RICHARDSON, Michael; RICHARDSON, M. Michael D. High-frequency seafloor acoustics. Springer Science+ Business Media, 2006

[6]  LURTON, Xavier. An introduction to underwater acoustics: principles and applications. Springer-Praxis, 2002.

[7] SOWMYA, S. T. V. Study of Reverberation Time Series and Echo Detection Algorithm in Reverberation Limited Scenarios

[8] HODGKISS JR, W. An oceanic reverberation model. Oceanic Engineering, IEEE Journal of, 1984, 9.2: 63-72.

[9] AINSLIE, Michael. Principles of sonar performance modelling. Springer, 2010.

[10] PORTER, Michael B.; LIU, Yong-Chun. Finite-element ray tracing, theoretical and computational acoustics. World Scientific Publishing Co, 1994, 2: 90.

[11] Finn B. Jensen, William A. Kuperman, Michael B. Porter, Henrik Schmidt Computational Ocean Acoustics, 2th edition, 2011, Springer

[12] By Gorm Wendelboe, (2007). Acoustical Identification of Sea-Mines.Ph.D.
Thesis. Technical University of Denmark: Oersted(DTU)

[13] HODGES, Richard P. Underwater acoustics: Analysis, design and performance of sonar. Wiley, 2011