一种相控阵多焦点测量的方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及相控阵领域，尤其涉及一种相控阵多焦点测量的方法、装置及存储介质。

背景技术：

相控阵在发射时需要进行电子聚焦，使得波束聚焦在聚焦线上。

在纵向深度上，焦深随深度增加而增大，但是纵向分辨率则与焦深成反比。由于传统的多焦点发射中，相邻两个焦点的间距都是固定的，使得相邻两个焦点间存在的盲区也是固定，从而造成动态孔径发射效率不高、不同深度的成像分辨率不均匀的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种相控阵多焦点测量的方法、装置及存储介质，用以解决现有技术中存在相控阵在发射时动态孔径发射效率不高、不同深度的成像分辨率不均匀的问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种相控阵多焦点测量的方法，该方法包括：

用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦；

根据检测目标对应的回波数据范围确定所述检测目标在所述选定聚焦线上对应的目标区域；

将所述选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦；其中，所述目标区域位于一个连续区域中，所述一个连续区域对应的焦点间距最小。

一种可能的实施方式，将所述选定聚焦线划分为多个连续区域，包括：

将所述选定聚焦线划分为第一连续区域和第二连续区域；其中，所述第一连续区域包含所述目标区域，所述第二连续区域不包含所述目标区域，且远离所述相控阵。

一种可能的实施方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦，包括：

用第一焦点间距对所述第一连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

一种可能的实施方式，将所述第一连续区域划分为包含所述目标区域的第三连续区域和不包含所述目标区域的第四连续区域，所述第四连续区域靠近所述相控阵。

一种可能的实施方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦，包括：

用第一焦点间距对所述第三连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；其中所述第三焦点间距小于等于所述二焦点间距。

一种可能的实施方式，将所述第三连续区域划分为所述目标区域和第五连续区域，所述第五连续区域为所述第三连续区域中远离所述相控阵的剩余部分区域。

一种可能的实施方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦，包括：

用第一焦点间距对所述目标区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第四焦点间距对所述第五连续区域进行多焦点连续发射；其中，所述第一焦点间距<所述第三焦间距≤所述第四焦点间距≤所述第二焦点间距。

第二方面，本发明实施例提供了一种相控多焦点发射的装置，该装置包括：

第一发射单元，用于用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦；

目标确定单元，用于根据检测目标对应的回波数据范围确定所述检测目标在所述选定聚焦线上对应的目标区域；

第二发射单元，用于将所述选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦；其中，所述目标区域位于一个连续区域中，所述一个连续区域对应的焦点间距最小。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元还用于：

将所述选定聚焦线划分为第一连续区域和第二连续区域；其中，所述第一连续区域包含所述目标区域，所述第二连续区域不包含所述目标区域，且远离所述相控阵。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元还用于：

用第一焦点间距对所述第一连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元还用于将所述第一连续区域划分为包含所述目标区域的第三连续区域和不包含所述目标区域的第四连续区域，所述第四连续区域靠近所述相控阵。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元还用于：

用第一焦点间距对所述第三连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；其中所述第三焦点间距小于等于所述二焦点间距。

一种可能的实施方式，将所述第三连续区域划分为所述目标区域和第五连续区域，所述第五连续区域为所述第三连续区域中远离所述相控阵的剩余部分区域。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元还用于：

用第一焦点间距对所述目标区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第四焦点间距对所述第五连续区域进行多焦点连续发射；其中，所述第一焦点间距<所述第三焦间距≤所述第四焦点间距≤所述第二焦点间距。

第三方面，本发明实施例还提供一种相控阵多焦点测量的装置，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，执行如上述第一方面所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质，包括：

存储器，

所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如上述第一方面所述的方法。

本发明有益效果如下：

在本发明提供的实施例中，通过用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦，进而根据检测目标对应的回波数据范围确定检测目标在选定聚焦线上对应的目标区域，再将选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦，且目标区域所在的一个连续区域对应的焦点间距最小；这样能够使相控阵根据实际需要进行自适应调整焦点间距，进而有效的减少检测盲区、甚至去除检测盲区，实现提高纵向分辨率的技术效果。并且，由于在确定目标区域后进行再次检测时对检测目标所在的连续区域使用最小的焦点间距，其它连续区域使用较大的焦点间距，从而能够在非检测目标所在的连续区域使用较小的发射功率，进而实现降低发射功率的技术效果、提高动态孔径发射效率。

附图说明

图1为定焦点间距的相控阵发射示意图；

图2为本发明实施例提供的一种相控阵多焦点发射方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种相控阵遍历聚焦的示意图；

图4为本发明实施例提供的目标区域的位置示意图；

图5为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图一；

图6为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图二；

图7为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图三；

图8为本发明实施例提供的一种相控阵多焦点发射装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种相控阵多焦点测量的方法、装置及存储介质，用以解决现有技术中存在相控阵在发射时动态孔径发射效率不高、不同深度的成像分辨率不均匀的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种相控阵多焦点发射的方法、装置及存储介质进行具体说明。

请参见图1为定焦点间距的相控阵发射示意图。

在图1中，相控阵包括16个阵元1(0～15)，由这16个阵元1对位于阵元7与阵元8之间的聚焦线1进行多点发射聚焦，在聚焦线1上聚焦形成4个焦点3。以离相控阵最远的焦点3为例，该焦点3由阵元0、阵元1、阵元14、阵元15在聚焦线上聚焦形成，其它焦点3的形成与此类似不再一一赘述。

需要理解的是，图1所示的4个焦点是同时聚焦形成的。在实际应用中，相控阵除了可以是图1所示的形式外，还可以是一个矩阵，一个阵元构成矩阵中的一个元素，该矩阵可以是长方形、正方形，相控阵的形状还可以是多边形等，具体不做限制。在一个相控阵中聚焦线可以有一条，也可以由多条，具体不做限制。

请参见图2为本发明实施例提供的一种相控阵多焦点发射方法的流程图，该方法包括：

步骤201：用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦。

在本申请提供的实施例中，相控阵中同一聚焦线可以拥有多个焦点间距，例如，可以有2个焦点间距、3个焦点间距、甚至更多的焦点间距，在此不做限制。

例如，为相控阵设置了2个焦点间距，一个焦点间距为x1，另一个焦点间距为x2，其中x1>x2。可以用焦点间距为x2的值控制相控阵中的阵元进行多焦点便利发射聚焦。

请参见图3为本发明实施例提供的一种相控阵遍历聚焦的示意图，假设相控阵在选定聚焦线上，一次可以同时聚焦3个焦点(图3中以虚线框内的焦点示出)，而在该选定聚焦线上需要聚焦9个焦点，可以控制从距离相控阵最近(图3中所示的遍历方向)的3个焦点开始，同焦点间距x2向最远的3个焦点进行遍历发射聚焦，从而通过3次发射聚焦完成对选定聚焦线所有焦点的发射聚焦。

需要说明的是，遍历方向也可以是从距离相控阵最近(与图3中所示的遍历方向相反的方向)的3个焦点开始，向最远的3个焦点进行遍历发射聚焦。

在用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦后，将收到对应的回波数据，进而执行步骤102。

步骤202：根据检测目标对应的回波数据范围确定检测目标在选定聚焦线上对应的目标区域。

如，以图3中的例子为例，当对图3中的所有焦点都完成一次发射聚焦后，从测得的回波数据中，获取在检测目标对应的回波数据范围内的回波数据，进而确定检测目标在选定聚焦线上对应的目标区域。请参见图4为本发明实施例提供的目标区域的位置示意图。在图4中目标区域在选定聚焦线上对应的位置以单点划线之间的位置示意。

通过用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦，根据接收到的回波数据以及检测目标对应的回波数据范围，可以通过较小的发射功率粗略、快速的确定检测目标在选定聚焦线上对应的目标区域，之后便可执行步骤103。

步骤203：将选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦；其中，目标区域位于一个连续区域中，一个连续区域对应的焦点间距最小。

将选定聚焦线划分为多个连续区域，可以包括以下几种划分方式：

方式一、可以将选定聚焦线划分为两个连续区域。

将选定聚焦线划分为第一连续区域和第二连续区域；其中，第一连续区域包含目标区域，第二连续区域不包含目标区域，且远离相控阵。

请参见图5为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图一。以图4为例，将图4中所示的选定聚焦线划分为第一连续区域和第二连续区域(如图5所示)。第一连续区域与第二连续区域的分界线在图5中以双点划线示意。有图5可知，目标区域被划分入了第一连续区域。

针对此种划分方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦可以采用下列方式：

用第一焦点间距对第一连续区域进行多焦点发射聚焦；同时用第二焦点间距对第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

例如，若相控阵有两个可使用的焦点间距，记为x1、x2，其中x1<x2，则可以用第一焦点间距x1对第一连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用第二焦点间距x2对第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

需要说明的是，当将选定聚焦线划分为两个连续区域时，若为相控阵预设的焦点间距大于两个时，第二焦点间距可以为除第一焦点间距之外的任一个焦点间距。第一焦点间距是第一焦点间距与第二焦点间距中的较小者，但不一定是所有焦点间距中的最小者。

方式二、选定聚焦线划分为三个连续区域。

可以在方式一的划分基础之上，对第一连续区域进行进一步的划分：将第一连续区域划分为包含目标区域的第三连续区域和不包含目标区域的第四连续区域，第四连续区域靠近相控阵。

即，将选定聚焦线划分为了第三连续区域、第四连续区域以及第二连续区域，其中目标区域位于第三连续区域中。请参见图6为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图二。

针对此种划分方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦可以采用下列方式：

用第一焦点间距对第三连续区域进行多焦点发射聚焦；同时用第二焦点间距对第二连续区域进行多焦点发射聚焦；同时用第三焦点间距对第四连续区域进行多焦点发射聚焦；其中第三焦点间距小于等于二焦点间距。

例如，若相控阵有两个可使用的焦点间距，记为x1、x2，其中x1<x2，则可以用第一焦点间距x1对第三连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x2对第二连续区域和第四连续区域进行多焦点发射聚焦。即此时第二焦点间距可以与第三焦点间距相同。

若相控阵有三个可使用的焦点间距，记为x1、x2、x3，其中x1<x2<x3，则可以用第一焦点间距x1对第三连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用第二焦点间距x3对第二连续区域进行多焦点发射聚焦，用第三焦点间距x2对第四连续区域进行多焦点发射聚焦。

方式三、选定聚焦线划分为四个连续区域。

可以在方式二的划分基础之上，对第三连续区域进行进一步的划分：将第三连续区域划分为目标区域和第五连续区域，第五连续区域为第三连续区域中远离相控阵的剩余部分区域。

即，将选定聚焦线划分为了目标区域、第五连续区域以及第四和第二连续区域。请参见图7为本发明实施例提供的划分连续区域的示意图三。

针对此种划分方式，用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦可以采用下列方式：

用第一焦点间距对目标区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对第四连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第四焦点间距对第五连续区域进行多焦点连续发射；其中，第一焦点间距<第三焦间距≤第四焦点间距≤第二焦点间距。

例如，若相控阵有两个可使用的焦点间距，记为x1、x2，其中x1<x2，则可以用第一焦点间距x1对目标区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x2对第二连续区域和第四连续区域以及第五连续区域进行多焦点发射聚焦。即此时第二焦点间距、第三焦点间距、第四焦点间距可以均相同。

若相控阵有三个可使用的焦点间距，记为x1、x2、x3，其中x1<x2<x3，则可以用第一焦点间距x1对目标连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x2对第四连续区域和第五连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x3对第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

若相控阵有四个可使用的焦点间距，记为x1、x2、x3、x4，其中x1<x2<x3<x4，则可以用第一焦点间距x1对目标连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x2对第四连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用x3对第五连续区域进行多焦点发射聚焦，同时用焦点间距x4对第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

需要说明的是，在上述方式一～方式三只是示意了几种主要的选定聚焦线划分的方式，在实际应用中根据需要还可以有更多、更细的划分方式，在此不再一一举例。

在本发明提供的实施例中，通过用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦，进而根据检测目标对应的回波数据范围确定检测目标在选定聚焦线上对应的目标区域，再将选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦，且目标区域所在的一个连续区域对应的焦点间距最小；这样能够使相控阵根据实际需要进行自适应调整焦点间距，进而有效的减少检测盲区、甚至去除检测盲区，实现提高纵向分辨率的技术效果。并且，由于在确定目标区域后进行再次检测时对检测目标所在的连续区域使用最小的焦点间距，其它连续区域使用较大的焦点间距，从而能够在非检测目标所在的连续区域使用较小的发射功率，进而实现降低发射功率的技术效果、提高动态孔径发射效率。

在本发明提供的实施例中，相控阵中阵元可以用于发射声波、超声波、电磁波(如雷达、核磁共振)等，相控阵可以用于医疗领域中进行超声波检查，如b超，也可以用在工业检测中对产品进行无损探伤、还可以用于飞行领域、军事领域中的雷达探测等，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明一实施例中提供一种相控多焦点发射的装置，该装置的相控多焦点发射方法的具体实施方式可参见方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，请参见图8，为本发明实施例提供的一种相控阵多焦点发射装置的结构示意图，该装置包括：

第一发射单元801，用于用最大的焦点间距对选定聚焦线进行多焦点遍历发射聚焦；

目标确定单元802，用于根据检测目标对应的回波数据范围确定所述检测目标在所述选定聚焦线上对应的目标区域；

第二发射单元803，用于将所述选定聚焦线划分为多个连续区域，并用不同的焦点间距对不同连续区域同时进行多焦点发射聚焦；其中，所述目标区域位于一个连续区域中，所述一个连续区域对应的焦点间距最小。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元803还用于：

将所述选定聚焦线划分为第一连续区域和第二连续区域；其中，所述第一连续区域包含所述目标区域，所述第二连续区域不包含所述目标区域，且远离所述相控阵。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元803还用于：

用第一焦点间距对所述第一连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元803还用于将所述第一连续区域划分为包含所述目标区域的第三连续区域和不包含所述目标区域的第四连续区域，所述第四连续区域靠近所述相控阵。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元803还用于：

用第一焦点间距对所述第三连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；其中所述第三焦点间距小于等于所述二焦点间距。

一种可能的实施方式，将所述第三连续区域划分为所述目标区域和第五连续区域，所述第五连续区域为所述第三连续区域中远离所述相控阵的剩余部分区域。

一种可能的实施方式，所述第二发射单元803还用于：

用第一焦点间距对所述目标区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第二焦点间距对所述第二连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第三焦点间距对所述第四连续区域进行多焦点发射聚焦；

同时用第四焦点间距对所述第五连续区域进行多焦点连续发射；其中，所述第一焦点间距<所述第三焦间距≤所述第四焦点间距≤所述第二焦点间距。

基于同一发明构思，本发明实施例中提供了一种相控多焦点发射的装置，包括：至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，执行如上所述的相控多焦点发射方法。

基于同一发明构思，本发明实施例还提一种可读存储介质，包括：

存储器，

所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如上所述的相控多焦点发射方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。