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超音波測距実験システムは、PC、データ収集・制御ボード、超音波振動子とその送受信回路から構成されます。このシステムにより、低サンプリングレートに適した超音波測距実験が行えます。実験の結果、提案した測距アルゴリズムは通常のシングルチップマイコンシステムで実現でき、コストパフォーマンスの高い広範囲の超音波測距装置を構成できることが示された。
シングルパルスデジタル相関レンジング
このシステムでは、有用な情報は超音波送受信信号のエンベロープです。周波数応答特性が異なるため、 燃料タンク用の超音波センサーは エンベロープ信号のスペクトルに一定の影響を与えますが、それはそれほど大きくありません。シャノンのサンプリング定理によれば、サンプリング レートがトランスデューサーの通過帯域信号の 2 倍より高い限り、元の信号のエンベロープを復元できます。非結合トランスデューサの場合、帯域幅は約 4 kHz で、サンプリング周波数は 8 kHz より高くなければなりません。複合トランスデューサの場合、送信帯域は 4 kHz、受信帯域は 7 kHz で、サンプリング周波数は 14 kHz より高くなければなりません。もちろん、サンプリング周波数が高くなると時間軸の分解能が高くなり測距の精度が高くなりますが、その分データ処理量も増加します。したがって、実際のニーズに応じて、屋根 (ターゲット) に約 2.7 ミリ秒の一連の持続時間を放射するには、適切な超音波トランスデューサを使用する必要があります (対応するブラインド ゾーンは 0.459 m、 超音波流量計トランスデューサは 複数回受信します。電波信号、干渉信号、および小さなエコー信号 5 は、関連する処理の後、「水没」します。計算は上記のアルゴリズムに従って実行されます。
実験によると、車と車の相対位置が異なる場合、 超音波距離測定センサー は15〜20mで、センサーはターゲットから反射されたエコー信号を検出できます。測定時、車両の速度は 20 ～ 50km/hr の範囲内に制御されます。トロリー間の距離は連続して 2 回測定され、2 回の測定間の時間間隔を分割して車両の走行速度が計算されます。速度測定の主な目的は、測距システムを校正するのではなく、超音波測距システムが移動ターゲットを検出する機能を備えていることを確認することであるため、極端な速度はテストには使用されません。実際、速度を正確に測定するには、超音波トランスデューサをモーションプラットフォームに取り付けて、固定されたターゲット上で測定実験を行う必要があります。車が速いほど、速度測定誤差は大きくなります。主な理由は、測距アルゴリズムにかかる時間が長すぎること、車速計の分解能が高くないこと、手動読み取りテーブルのデータが正確でないことです。したがって、移動ターゲットのテストに適した実験装置を開発し、対応する高速測距アルゴリズムを研究する必要があります。
