Systém ultrazvukových snímačů dlouhého dosahu

Analýza algoritmu ultrazvukového rozsahu

     Proces určování vzdálenosti využívající metodu ultrazvukového pulzního echa je vybuzení snímače vysokofrekvenčním elektrickým pulzním signálem pro přenos řady ultrazvukový hloubkový senzor převodník , když se ultrazvuková vlna setká na akustické ose převodníku, je dosaženo jednoho nebo více cílů, část zvukové energie se odrazí zpět a působí na převodník, což způsobuje slabý elektrický signál převodníku. Poté, co je signál zesílen a filtrován, je odeslán do mikroprocesorového systému ke zpracování informací, aby se určil čas, kdy se objeví echo signál, a vypočítá se doba dosahu ultrazvukové vlny a její odpovídající cílová vzdálenost, čímž se dokončí období dosahu. Jak zlepšit výkon proti rušení a výkon ultrazvukového zaměřovacího systému v reálném čase je klíčovým technickým problémem, který je třeba vzít v úvahu při studiu algoritmů zpracování ultrazvukového signálu.

Akustický měnič ultrazvukového hloubkového snímače není ovlivněn pouze médiem šíření během procesu šíření, ale také jeho poměr signálu k šumu bude ovlivněn vnějšími faktory, jako jsou vibrace, turbulence vzduchu a absorpce a útlum zvukové energie. Experimenty ukazují, že tradiční metoda detekce entalpie je účinná, když je energie vysílaného signálu a přijímaného signálu během procesu ultrazvukového měření relativně velká. Když je snímač vzdálenosti daleko, je signál echa silně rušen vnějšími faktory. V tuto chvíli je pro měřící systém obtížné přímo určit, zda výstupní signál snímače je ozvěna nebo šum. Tradiční metoda detekce uzavřené hodnoty selhává. . Naštěstí je obálka echo signálu v podstatě stejná jako obálka přenášeného signálu. Proto výpočtem vzájemné korelační funkce těchto dvou a nalezením okamžiku, kdy se objeví vrchol, se rozsah podvodní snímač hloubky sirény . lze určit  

Mezi mnoha zavedenými algoritmy pro zpracování signálu je metoda obálkové korelační funkce vhodná jak pro slabé signály, tak pro robustní algoritmy s nízkými vzorkovacími frekvencemi. Aby se zlepšila spolehlivost algoritmu ultrazvukového určování vzdálenosti, může být pulzní signál v základním pásmu modulován na ultrazvukově frekvenčně kódovaný signál pomocí vhodně zvoleného pseudonáhodného binárního kódu (označovaného jako pseudonáhodný kódovaný signál jako pseudonáhodný kód PN). The podvodní akustický měnič je vyslán k přenosu ultrazvukového kódovaného signálu ven. Ve většině případů externí rušivý signál nesouvisí s přenášeným kódovaným signálem. Výpočtem korelační funkce obálky kódovaného signálu a signálu ozvěny lze tedy eliminovat nebo snížit na minimum externí interferenční signál smíšený v signálu ozvěny, čímž se dosáhne detekce slabého signálu s negativním poměrem signálu k šumu. Je zřejmé, že čím delší je pseudonáhodná sekvence, tím větší je vrchol korelačního systému obálky, čímž se také zvýší zisk obálkové korelační funkce systému a podle toho se zvýší rozsah slepého systému. Proto by mělo být založeno na skutečném měření poptávky a zvolení pseudonáhodné sekvence vhodné délky.