Ультразвуковое зрение для ПТА.

Говоря «прозрачная вода», надо задуматься о количественных характеристиках этого свойства. Известно, что даже в самой прозрачной воде видно только на несколько десятков метров. Во Франции возникла идея передавать изображение под водой без проводов с помощью ультразвуковых колебаний частотой более 29 кГц. Электрические импульсы из телекамеры преобразуются в механические колебания мембраны. Колебания мембраны передаются воде, и распространяется ультразвуковая волна. На поверхности расположен приемник, который преобразует ультразвук в электрические импульсы, а они уже расшифровываются, и, в конце концов, получается обычное изображение. Помехи от волн и винтов кораблей легко устранить с помощью электронных фильтров. Сначала весь процесс передачи изображения занимал 10 с, и разработчики прибора стремились сократить это время сначала до 0,5 с, а затем до 0,1 с. Метод был ориентирован на разведку континентального шельфа и наблюдения за подводной добычей нефти и газа на глубинах до километра. На практике французскими инженерами была реализована платформа, управляемая по двунаправленному низкоскоростному акустическому каналу, поддерживающему скорость обмена данными 100-200 бит/с. А видеоданные с придонных мониторинговых устройств передаются по высокоскоростному акустическому каналу со скоростью 30 кбит/с при использовании модуляции РSК4 (рабочая частота 60 кГц, полоса пропускания 12—15 кГц). Глубина погружения — 1,5 км, заряда батареи хватает на 48 часов — этого достаточно для обследования 15 километрового трубопровода. Скорость движения — до 20 м/мин. Платформа имеет габариты 4,27 х 1,71 х 2,27 м и оснащена телескопической мачтой для ТВ-наблюдения, установленной на наклоннопанорамируемой основе. Параметры панорамирования — ±180°, наклона — ±15°. Длина выдвижения телескопической стрелы — от 2,5 до 6,5 м, скорость её поворота — 0,1 рад/с.

В России была создана технология ультразвукового телевидения на основе сигнальных процессоров, массив которых был использован для цифрового формирования диаграммы направленности акустического прибора, основанного на алгоритмах повышенного разрешения. В оптике, радиофизике и акустике (имеется в виду «звуковизор») под изображением тела понимается двумерное представление интенсивности поля на выходе линзы. Разработчики же данного проекта под изображением понимают трёхмерное представление видимой поверхности тел. Ключевым элементом для получения высококачественного изображения служит остронаправленная антенна с использованием короткого зондирующего сигнала. Для создания острой направленности обычно используют направленную излучающую антенну и остронаправленную двумерную приёмную антенну, нередко дополняемую акустической линзой. Для цифровых методов обработки информации такое распределение функций не является оптимальным. Оптимизация же приводит к экономичному решению как по стоимости, так и по размеру, при этом требование к производительности вычислительного устройства снижается на несколько порядков. Это позволяет изготовлять недорогие портативные ультразвуковые камеры (вплоть до формата водолазных очков), а также передавать трёхмерное изображение, полученное подводной камерой, на борт судна. Российская подводная ультразвуковая камера способна «видеть» как стационарные, так и движущиеся объекты и структуры в мутной воде, используя ультразвуковой диапазон вместо видимого диапазона, являющегося рабочим в ТВ-камерах. Реальная дальность действия системы — 300 м. Обновляя выходную информацию с частотой до 15 кадр/с, камера работает с некогерентным излучением и достаточно портативна, чтобы быть легко носимой человеком. Система работает как в подвижном, так и в стационарном положениях. Благодаря операции измерения расстояний графическая информация трёхмерна: объекты могут быть виртуально рассмотрены под различными углами зрения без физического перемещения камеры. Выполнен и испытан опытный образец 10 процессорной ультразвуковой камеры, работающей на частоте 125 кГц. Эта камера — первая в линейке продуктов с частотами от 125 до 3000 кГц. Последняя позволит различать мелкие детали размером 3-5 мм на расстоянии 1 м.