Sonaravbildning

Sonar er det å lokalisere, navigere eller avbilde ved bruk av lyd. En vanlig anvendelse av sonar er å finne fisk under vann.

Prinsippet er at en lydbølge sendes ut fra en kilde. Lydbølgen blir reflektert av et objekt (en fisk), og ekkoet blir plukket opp av en eller flere mottakere (hydrofoner). Det mottatte signalet kan analyseres for å estimere en rekke parametre.

               Prinsippskisse

Objektet kan lokaliseres i avstand og retning, og hastigheten til objektet kan beregnes gjennom å estimere Dopplerskiftet. Objektets størrelse kan avgjøres ut ifra ekkostyrke og/eller ekkoutbredelse. For avanserte sensorer kan objektet også karakteriseres, fisketypen kan bestemmes ved hjelp av å analysere ekkoresponsens detaljer (feks frekvensselektiv respons).

Sonaravbildning er å lage et bilde som inneholder akustisk respons (eller ekkostyrke) i hvert piksel. I figuren under vises en målegeometri for sonaravbildning. En sideseende sonar er montert på en autonom undervannsfarkost (en AUV), og sonaren sender fortløpende akustiske pulser i vannet, og mange mottakere i en array tar opp ekko fra en større del av bunnen. Ved hjelp av array signalbehandling (også kalt beamforming/stråleforming), kan et bilde av bunnen dannes. En ny og avansert måte å gjøre denne signalbehandlingen, kalt syntetisk aperture sonar, er å sette sammen signalene fra mange pulser, slik at oppløsningen i bildet blir vesentlig forbedret. Dette tilsvarer å danne en (syntetisk) linse som er mye større, og derved kan gi bedre oppløsning. Signalbehandlingen som må gjøres er svært utfordrende og beregningskrevende.

Syntetisk aperture sonar Syntetisk aperture sonar

Bildet under er et syntetisk aperture sonar bilde tatt opp av en HUGIN autonom undervannsfarkost. Bildet viser et område utenfor Tromsø, der det er flere vrakrester på bunnen. Flyet på sonarbildet er et tysk sjøfly fra andre verdenskrig av typen Heinkel HE 115. Bildet har teoretisk oppløsning på 4 x 4 cm og vanndypet var 34 m. Det optiske bildet i øvre høyre hjørnet er fra wikipedia. 

Vi arbeider med alle aspekter innen sonar og sonaravbildning: hvordan lage bildet, hvordan oppnå høyest mulig oppløsning, hvordan forbedre bildet, hvordan hente ut informasjon fra bildet.

Sjøflyvrak utenfor TromsøSjøflyvrak utenfor Tromsø


Emneord: sonar, sonaravbildning, syntetisk aperture sonar, signalbehandling
Publisert 14. feb. 2011 13:38 - Sist endret 17. mars 2011 13:22