Nyheder

Du er her: Hjem / Nyheder / Ultralydstransduceroplysninger / ultralydstransducer med lav SNR og spektralanalyse

ultrasonisk afstandstransducer med lav SNR og spektral analyse

Visninger: 13 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 29-08-2018 Oprindelse: websted

Spørge

Ultrasonisk afstandstransducer ved lav SNR og lave samplingsfrekvenser baseret på krydskorrelationsfunktion. Den specifikke metode er som følger, ultralydssignalet, der sendes af senderen, bruges som referencesignal, og modtagerens output samples straks ved slutningen af hver transmission af ultralydsbølgen, og krydskorrelationsfunktionen mellem prøveværdien og referencesignalet beregnes. Hvis krydskorrelationsfunktionen har en spidsværdi, er den samplede værdi det ekkosignal, der modtages af transduceren, og rækkeviddetiden kan beregnes i overensstemmelse med det øjeblik, hvor korrelationsspidsen vises. Korrelationsestimeringsmetoden (også kendt som matchdetektoren) anvender både amplituden af ekkosignalet og formen af ekkosignalet. Hvis bølgeformen af ekkosignalet dybest set ikke er forvrænget, og støjen overlejret på ekkosignalet er Gaussisk hvid støj, så er forsinkelsesestimeringsnøjagtigheden og følsomheden af korrelationsestimeringsmetoden højere end tærskeldetektionsmetoden. I de sidste ti år har indenlandske udenlandske forskere offentliggjort mange forbedrede korrelationsestimeringsalgoritmer. Den foreslåede algoritme til estimering af hurtige forsinkelseskorrelationer baseret på interpolationsprincippet kan realisere 256-punkts digital korrelationsberegning i lms ved at bruge almindelig digital signalbehandlingschip (DSP), afstandsmålende transducer sikrer ikke kun systemets nøjagtighed i afstandsmålingen, men forbedrer også systemets realtid.

For det første inkluderer en ekkosignalmodel forsinkelsesparametre, lineær frekvensforskydning og additiv støj etableres, og derefter bruges det maksimale sandsynlighedskriterium til at estimere forsinkelsesparametrene i modellen. Eksperimenter viser, at selvom ekkobølgeformen har ukendt forvrængning, reducerer den heller ikke væsentligt nøjagtigheden af algoritmens forsinkelsesestimering, hvilket indikerer, at denne modelbaserede algoritme er bedre end den almindelige korrelationsestimeringsmetode. Derudover er der mange andre forbedringer eller udvidede forsinkelsesrelaterede estimeringsmetoder. For eksempel metoden til estimering af forsinkelseskorrelation baseret på Hilbert-transformation, metoden til estimering af forsinkelseskorrelation af ultralydsafstandsmålesensoren har algoritmen til estimering af korrelationsforsinkelse, den pseudo-tilfældige kodebaserede forsinkelses-ortogonale korrelationsalgoritme og pseudo-tilfældige kodeforsinkelses-metoder i to trin. Disse unormale tilstandskorrelationsestimeringsalgoritmer kan i høj grad reducere indflydelsen af ekstern interferens på nøjagtigheden af korrelationsmetodeforsinkelsesestimation. Mange af disse algoritmer overvejer også realtidsproblemet med systemimplementering.

Linjeanalysemetoden bruger en fast fourier-transformation (FFT) til at udføre spektralanalyse på ekkosignalet for at bestemme, om det eksisterer. Et ekkosignal har samme frekvensspektrum som ultralydsbølgen transduceret af transduceren, og bestemmer derved udseendetimingen af ekkosignalet. Under betingelse af ekstremt lavt signal-til-støj-forhold hjælper brugen af spektralanalysealgoritme til at detektere ekkosignaler med at reducere sandsynligheden for falsk alarm. Spektrumanalysealgoritmen har dog en stor mængde beregninger, og det er ikke let at opnå en høj forsinkelses-estimeringsnøjagtighed. Derfor anvendes den ultralydsafstandsmålende transducer i luftmediet sjældent.

Den spektrale analysealgoritme og anvendelsen af den adaptive forstærker i undervands ultralydsafstandssensor er angivet. Baseret på de samme afstands- og retningsbestemmelsesprincipper kan disse algoritmer transplanteres ind i luftekkoloddet uden ændringer. Et kvadratisk frekvensdomæne er adaptivt til tidsforsinkelsesestimationsmodellen, og der foreslås en tidsforsinkelsesestimeringsalgoritme baseret på modellen. I tilfælde af lav SNR har denne adaptive algoritme i det frekvensakustiske målesystem en god evne til at estimere forsinkelser. En anden metode til estimering af tidsforsinkelse med stor beregningskompleksitet er den adaptive tidsforsinkelsesestimation med mindst middelkvadrat. Den specifikke implementeringsmetode er som følger, ultralydssignalet transduceret af transduceren bruges som et referencesignal, og ekkosignalet (modtaget signal) tilføjes ved frontenden. En forsinkelsesmængde ved løbende at justere mængden er variansen mellem ekkosignalet og referencesignalet, efter at LMS-algoritmen når en minimumsværdi, og forsinkelsesmængden på dette tidspunkt er rækkeviddetiden. Denne algoritme svarer til effekten af at eliminere kanalstøjen ved hjælp af det adaptive transversale filter og spiller en adaptiv kanaludligningsfunktion. Det behøver ikke at kende de statistiske karakteristika for kanalstøjen på forhånd, ultralyds væskesensortransducer behøver ikke at overveje forvrængningsproblemet af ekkobølgeformen. En bedre metode til estimering af tidsforsinkelser. Den velkendte Matlab-software giver også en simuleringsdemonstration af, at LMS er adaptiv til estimeringsalgoritme. Den specifikke metode er referencesignalet efter at LMS-algoritmen er sammenlignet med ekkosignalet, når middelkvadratfejlen når minimum, antager det tværgående filter, at forsinkelsesmængden svarer til den maksimale værdi blandt vægtkoefficienterne for de N forsinkelseslinks er rækkevidden. Der er ingen væsentlig forskel mellem de to forsinkelsesetimeringsalgoritmer, som begge udnytter ultralydsbølgens enkeltfrekvenskarakteristika, men sidstnævnte kræver, at forsinkelsesmængden svarende til tværfilterets N forsinkelseslinks skal være større end rækkeviddetiden.