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Manuel d'exploitation et outils de traitement et d'analyse 3D du sonar multifaisceau SM20
Sonar multifaisceau de type SIMRAD
SM20 :
Manuel d'exploitation et outils de
traitement, de visualisation et
d'analyse 3D des bancs de poissons
Yannick PERROT
IRD, UMR LEMAR (équipe 3)
IRD de Bretagne, BP 70
29280 Plouzané
Tel. +33 (0)2 98 22 46 71
Fax. +33 (0)2 98 22 45 14
Le 29 janvier 2010 (mis à jour le 20/01/2012)
IRD, UMR LEMAR (équipe 3)
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Manuels Connexes pour Simrad SM20
Sommaire des Matières pour Simrad SM20
- Page 1 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Sonar multifaisceau de type SIMRAD SM20 : Manuel d’exploitation et outils de traitement, de visualisation et d’analyse 3D des bancs de poissons Yannick PERROT IRD, UMR LEMAR (équipe 3) IRD de Bretagne, BP 70 29280 Plouzané...
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Page 2: Table Des Matières
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 SOMMAIRE Introduction ........................3 Mise en oeuvre et exploitation logiciel du SM20 .............. 5 2.1. Vérifications et Paramétrages..................6 2.1.1. Vérification du fonctionnement GPS et HEADING .......... 6 2.1.2. -
Page 3: Introduction
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 1. Introduction Le SM20 fonctionne à 200 kHz avec une largeur de bande maximum de 20 kHz. Il permet de former 128 faisceaux sur un secteur total de 120° (Figure 1-1). Il comprend deux modes possibles de fonctionnement : Mode Imagerie : la tête sonar, constitué... - Page 4 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 fonctionnalités du SM20, les plus rarement usitées ne sont pas présentées dans ce manuel mais sont disponibles dans le document SIMRAD « SM20(Issue1.1).pdf » qu’il peut être utile de consulter en parallèle de cette synthèse).
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Page 5: Mise En Oeuvre Et Exploitation Logiciel Du Sm20
Figure 2-1 - La figure 2-2 donne un aperçu de l’IHM générale du SM20. Afin de mettre en route le sonar, cliquer sur l’icône « RUN » et sur « STOP » pour l’arrêter (à droite de « RUN »). -
Page 6: Vérifications Et Paramétrages
« Configuration/Sensors ». Il faut alors vérifier que les trames sont bien reçues et que la configuration est correcte relativement au capteur utilisé (voir le document Simrad « Operator Manual, p 80 à 84 » pour effectuer les configurations). IRD, UMR LEMAR (équipe 3) -
Page 7: Réglage De L'affichage De L'image Sonar
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 2.1.2. Réglage de l’affichage de l’image sonar Si le niveau de réverbération est insuffisant ou trop important, un gain peut être appliqué afin d’augmenter ou réduire le contraste sur l’image sonar. Pour cela, il existe une icône en bas de l’IHM qui permet d’augmenter le contraste jusqu’à... -
Page 8: A - Paramétrage Général De L'émission - Réception
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 2.1.3.1. A – Paramétrage général de l’émission - réception Les paramètres suivants permettent de régler la résolution des faisceaux, la puissance d’émission, le mode d’acquisition et la distance d’observation. Ces paramètres peuvent être réglés à... -
Page 9: B - Paramétrage Du Time Varying Gain (Tvg)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Dans l’item « Transmit Power », 4 puissances d’émission sont disponibles (Auto : le sondeur choisi lui-même la puissance la plus adaptée relativement à la distance, Maximum, Medium ou Minimum). - Page 10 ABSORPTION.exe (positionnée sur le bureau du PC SM20 à coté SM20.exe) en fonction de la fréquence d’émission (200 kHz pour le SM20), de la température et de la salinité du milieu. La figure 2-6 donne un exemple de calcul de B. Pour une température de 13°, une salinité de 35 ‰, on trouve B=60,93 dB/km (mettre l’immersion à...
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Page 11: C - Paramétrage De La Cadence De Tir
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 2.1.3.3. C – Paramétrage de la cadence de tir La cadence de tir est fixée à partir de l’item « STB SYNC » en sélectionnant dans « STB Ping Rate »... - Page 12 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 SH Divisor : facteur d’ajustement de la fréquence d’échantillonnage Fe Range : distance d’observation Ncell : nombre de cellules ou d’échantillons sur un faisceau calculé par Ncell = Range / De BW : largeur de bande et Pulse Width : longueur du pulse.
- Page 13 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Figure 2-8-a Figure 2-8-b IRD, UMR LEMAR (équipe 3)
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Page 14: E - Paramétrage De La Célérité Du Son Dans Le Milieu
Dans notre cas, le champ « Orientation » n’a pas d’impact sur la formation de voies. Il serait important de s’y intéresser si le SM20 était couplé avec une centrale d’attitude (MRU) permettant de corriger les erreurs de mouvements avant la formation de voies. Dans notre cas, il est donc inutile de paramétrer ce champ. -
Page 15: Affichage Des Paramètres Sonar Et Des Informations Capteurs
1 – Choix du répertoire de stockage des données Il est important d’enregistrer les données sur le disque Data E:\ du PC SM20 (en y créant un répertoire personnalisé). Ensuite, « Select File » permet de spécifier le chemin d’accès au répertoire que l’on vient de créer pour stocker les enregistrements (le disque E a une capacité... -
Page 16: Vérification Des Erreurs De Télémétrie
à la valeur « 0 ». Dans le cas contraire, ceci veut dire que des erreurs de transmission des données se sont produites à cause d’un problème avec le câble sonar ou l’Interface Unit ou le PC SM20 lui même. -
Page 17: Restauration Du Système Raid (En Cas De Problème Avec Ce Dernier)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 2.4. Restauration du système RAID (en cas de problème avec ce dernier) Si le PC SM20 est rebooté intempestivement (coupure d’électricité, par exemple), il arrive que le RAID soit alors désactivé (désactivation du disque miroir au disque E d’enregistrement des données). -
Page 18: Outils De Traitements Des Données Sm20
3. Outils de traitements des données SM20 Le traitement des données SM20 ne se fait pas à partir du PC SM20 (pour éviter la surcharge de ce dernier) mais à partir du PC Portable DELL LATITUDE 6500 fournit avec le SM20. -
Page 19: Application « Sm20Hacconversion
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 3.1. Application « SM20HacConversion » La figure 3-1 présente l’interface de gestion de l’application « SM20HacConversion » permettant de réaliser automatiquement les formations de voies et de produire, à partir d’un fichier .SMB (accompagnée de ses éventuelles extensions .001, .002, …), un fichier .HAC... -
Page 20: Number Of Ping (Bouton 3)
été décrite pour le logiciel Simrad dans le paragraphe E de la section §1.1.3 (champ « processing options » du menu « Operations/Post Processing »). La correspondance des options entre le logiciel Simrad « SM20.exe » et l’application IRD est la suivante : « Max angular resolution » = « High », «... -
Page 21: Tilt Sounder Et Tilt Direction (Bouton 6)
3.1.6. Tilt sounder et Tilt direction (bouton 6) Lorsque le SM20 est positionné en observation verticale (les 120° du fan sont dans le plan vertical de la colonne d’eau), ce dernier est souvent mis en œuvre avec une inclinaison de 30°... -
Page 22: Ping Visualisation During Conversion With Movies3D (Bouton 8)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 size ») et la tolérance (« Tolerance ») en décibel définissant la différence maximum acceptable entre les niveaux d’écho de fond détectés sur le faisceau considéré et le précédent. -
Page 23: Options De Calcul (Bouton 10)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 3.1.10. Options de calcul (bouton 10) Options « Imaging mode » et « ES mode » : pour le calcul des faisceaux, l’application prend en compte automatiquement le mode de fonctionnement (Imaging ou ES) dans lequel le sonar a effectué... -
Page 24: Start Sm20 Beamforming And Hac Conversion (Bouton 11)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 3.1.11. Start SM20 beamforming and Hac conversion (bouton 11) Après avoir correctement paramétré les éléments ci-dessus, le bouton 11 permet de lancer le calcul de formation de voies et de génération du fichier HAC. -
Page 25: Acquisition (Bouton 12)
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 3.1.12. Acquisition (bouton 12) Ce bouton d’action est réservé à l’affichage 3D temps réel (c'est-à-dire en même temps que les enregistrements sonar sur le terrain) des bancs qui est présenté en section 4. -
Page 26: Logiciel « Movies3D
SM20 à chaque ping, les données GPS, vitesse navire,…) effectue automatiquement ce type de reconstruction. Le positionnement des images SM20 d’un ping à l’autre est réalisé par Movies3D qui calcule à chaque ping la distance « Dping » qui le sépare du précédent. Cette distance est calculée à... -
Page 27: Paramétrage De Movies3D
Autrement, les paragraphes suivants (§ 3.2.3. et § 3.2.4.) synthétisent respectivement les actions de paramétrage (dans l’ordre chronologique) à effectuer pour aboutir à une visualisation 3D des bancs de poissons observés par le SM20 et pour effectuer l’extraction de leurs paramètres (positions, morphologies, énergies). -
Page 28: Cadre A : Menus De Movies3D
Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Figure 3-5 3.2.2.1. CADRE A : Menus de Movies3D A-1 : Figure 3-6 Menu de gestion des ouvertures des fichiers et des configurations enregistrées. Figure 3-6 IRD, UMR LEMAR (équipe 3) - Page 29 « FilterModuleForm » qui propose des fonctions de traitement applicables aux images 3D. Pour le SM20, on n’en utilise couramment que trois (les autres n’ont pas encore été testées mais peuvent être utilisées si nécessaire). Ces trois fonctions s’appliquent uniquement lorsqu’une...
- Page 30 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 o la largeur en mètre de la zone (de part et d’autre de l’arc de cercle) dans laquelle ce seuil doit être appliqué. Largeur fixée par l’opérateur dans le champ «...
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Page 31: Cadre B : Paramètres Sondeur
été modifié afin de valider sa prise en compte. - en cliquant sur l’icône « + » à l’extrême gauche de « Sounder », le nom « + SM20 » apparait. En cliquant ensuite sur le « + » à gauche de « SM20 », on obtient la liste des 128 faisceaux. -
Page 32: Synthèse Des Actions Pour Visualisation 3D Des Bancs
Dans ce paragraphe, sont listées dans l’ordre chronologique les actions (de 1 à 12) nécessaires et suffisantes pour aboutir à une visualisation 3D correcte des données SM20. Les valeurs de réglages indiquées ci-dessous sont recommandées pour une première utilisation de Movies3D. - Page 33 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 2 – Si une détection de fond a été réalisée par HACSM20Conversion », ouvrir le menu «Edit / FilterModule » (voir A-2, Figure 3-8) et activer : 2-1 : «...
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Page 34: Synthèse Des Actions Pour L'extraction Des Paramètres De Bancs
SM20 (figure 3-12 ci-dessous). Les valeurs des paramètres indiquées sur la figure 3-12 sont déjà optimisées pour extraire les bancs SM20. Sauf cas précis, il est conseillé de les conserver. - Page 35 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Figure 3-12 Figure 3-13 IRD, UMR LEMAR (équipe 3)
- Page 36 Manuel d’exploitation et outils de traitement et d’analyse 3D du sonar multifaisceau SM20 Figure 3-14 IRD, UMR LEMAR (équipe 3)
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Page 37: Visualisation 3D Temps Réel Des Bancs De Poissons
Positionner la carte Ethernet « Xircom » dans le PC portable Dell Latitude E6500 (PC LAT) et relier le câble croisé Ethernet à une des connectiques Ethernet du PC SM20. Pour vérifier que les deux PCs communiquent correctement, il faut, pour chaque PC, ouvrir l’invite de commandes et taper la commande «... - Page 38 Quand les deux PCs communiquent bien, il faut réaliser les étapes suivantes dans l’ordre exact : A – Sur PC SM20 : démarrer le sonar SM20 en chargeant auparavant (au démarrage de « SM20.exe »), la configuration « Temps Reel » (voir Figure 2-1). Choisir une distance d’observation, régler l’image et regarder aussi si le fond est visible ou non.
- Page 39 D – Sur PC SM20 : Préparation de « SMBAcq » D-1 : Ouvrir le répertoire « E:\HAC\TpsReel » du PC SM20. Ce répertoire ne doit contenir avant le lancement du temps réel aucun fichier SMB (ou 001, 002,…). C’est dans ce répertoire que seront enregistrés les fichiers SMB pour le temps réel.
- Page 40 E – Sur PC SM20 : lancement de l’enregistrement des fichiers SMB E-1 : Sous le logiciel Simrad « SM20.exe », cliquer sur le raccourci « Rec » (voir section 2.2.) afin d’ouvrir la fenêtre d’enregistrement. A partir de celle-ci : E-1-1 : cliquer sur le bouton «...
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Page 41: Gestion Des Synchronisations (À Lire Impérativement)
Pour régler la synchronisation entre SMBAcq et le logiciel Simrad SM20, il convient de comprendre le processus de transfert de données. A chaque ping reçu du SM20, le logiciel Simrad enregistre ce ping reçu dans le fichier SMB pour que SMBAcq vienne le lire afin de l’envoyer sur le PC LAT à HACSM20Conversion. - Page 42 3-11) et, à partir du logiciel SM20, de changer radicalement la distance d’observation « Range » (à partir du raccourci en bas à gauche du logiciel SM20 : voir figure 2-2) du SM20 (par exemple, passer de 10 m à 70 m). Pour évaluer ce décalage, il suffit alors de décompter le temps entre l’instant du changement de distance du SM20 et l’instant où...