Nyheter

Du er her: Hjem / Nyheter / Informasjon om ultralydsvinger / ultralydavstandstransduser med lav SNR og spektralanalyse

ultralydsavstandstransduser med lav SNR og spektralanalyse

Visninger: 13 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstid: 2018-08-29 Opprinnelse: nettsted

Spørre

Ultralydavstandstransduser ved lav SNR og lave samplingsfrekvenser basert på krysskorrelasjonsfunksjon. Den spesifikke metoden er som følger ultralydsignalet sendt av senderen brukes som et referansesignal, og mottakerens utgang samples umiddelbart ved slutten av hver overføring av ultralydbølgen, og krysskorrelasjonsfunksjonen mellom prøveverdien og referansesignalet beregnes. Hvis krysskorrelasjonsfunksjonen har en toppverdi, er den samplede verdien ekkosignalet mottatt av transduseren, og rekkeviddetiden kan beregnes i henhold til øyeblikket når korrelasjonstoppen vises. Korrelasjonsestimeringsmetoden (også kjent som matchdetektoren) bruker både amplituden til ekkosignalet og formen til ekkosignalet. Hvis bølgeformen til ekkosignalet i utgangspunktet ikke er forvrengt, og støyen som er overlagret på ekkosignalet er Gaussisk hvit støy, så er forsinkelsesestimeringsnøyaktigheten og følsomheten til korrelasjonsestimeringsmetoden høyere enn terskeldeteksjonsmetoden. I løpet av de siste ti årene har innenlandske utenlandske forskere publisert mange forbedrede algoritmer for korrelasjonsestimering. Den foreslåtte algoritmen for raske forsinkelseskorrelasjonsestimering basert på interpolasjonsprinsippet kan realisere 256-punkts digital korrelasjonsberegning i lms ved å bruke vanlig digital signalbehandlingsbrikke (DSP), avstandsmålingstransduser sikrer ikke bare systemets avstandsnøyaktighet, men forbedrer også systemets sanntid.

For det første inkluderer en ekkosignalmodell forsinkelsesparametere, lineær frekvensforskyvning og additiv støy etableres, og deretter brukes det maksimale sannsynlighetskriteriet for å estimere forsinkelsesparametrene i modellen. Eksperimenter viser at selv om ekkobølgeformen har ukjent forvrengning, reduserer den heller ikke nøyaktigheten av forsinkelsesestimaten til algoritmen vesentlig, noe som indikerer at denne modellbaserte algoritmen er bedre enn den ordinære korrelasjonsestimeringsmetoden. I tillegg er det mange andre forbedringer eller utvidede forsinkelsesrelaterte estimeringsmetoder. For eksempel, metoden for estimering av forsinkelseskorrelasjon basert på Hilbert-transformasjon, metoden for estimering av forsinkelseskorrelasjon for ultrasonisk avstandsmålingssensor har algoritmen for estimering av korrelasjonsforsinkelse, den pseudo-tilfeldige kodebaserte forsinkelses ortogonale korrelasjonsalgoritmen og pseudo-tilfeldig kodeforsinkelse i to trinn. Disse unormale tilstandskorrelasjonsestimeringsalgoritmene kan i stor grad redusere påvirkningen av ekstern interferens på nøyaktigheten av estimering av korrelasjonsmetodeforsinkelse. Mange av disse algoritmene vurderer også sanntidsproblemet med systemimplementering.

Linjeanalysemetoden bruker en fast fourier-transformasjon (FFT) for å utføre spektralanalyse på ekkosignalet for å bestemme om det eksisterer. Et ekkosignal har samme frekvensspektrum som ultralydbølgen som sendes av transduseren, og bestemmer derved utseendetimingen til ekkosignalet. Under betingelser med ekstremt lavt signal-til-støyforhold, hjelper bruken av spektralanalysealgoritme for å oppdage ekkosignaler til å redusere sannsynligheten for falsk alarm. Spektrumanalysealgoritmen har imidlertid en stor mengde beregninger, og det er ikke lett å oppnå en høy forsinkelsesestimeringsnøyaktighet. Derfor blir ultralydavstandsmålingstransduseren i luftmediet sjelden brukt.

Spektralanalysealgoritmen og anvendelsen av den adaptive forsterkeren i undervanns ultralyd avstandssensor er oppført. Basert på de samme avstands- og retningsfinnende prinsippene, kan disse algoritmene transplanteres inn i luftekkoloddet uten modifikasjoner. Et kvadratisk frekvensdomene er adaptivt til estimeringsmodellen for tidsforsinkelse, og en estimeringsalgoritme for tidsforsinkelse er basert på modellen. I tilfellet med lav SNR har denne adaptive algoritmen i det frekvensakustiske målesystemet god evne til å estimere forsinkelser. En annen metode for estimering av tidsforsinkelse med stor beregningskompleksitet er den adaptive tidsforsinkelsesestimaten med minst gjennomsnittlig kvadrat. Den spesifikke implementeringsmetoden er som følger: ultralydsignalet som overføres av transduseren brukes som et referansesignal, og ekkosignalet (mottatt signal) legges til i frontenden. En forsinkelsesmengde ved å kontinuerlig justere mengden er variansen mellom ekkosignalet og referansesignalet etter at LMS-algoritmen når en minimumsverdi, og forsinkelsesmengden i dette øyeblikket er rekkeviddetiden. Denne algoritmen tilsvarer effekten av å eliminere kanalstøyen ved hjelp av det adaptive transversale filteret, og spiller en adaptiv kanalutjevningsfunksjon. Den trenger ikke å vite de statistiske egenskapene til kanalstøyen på forhånd, ultrasonisk væskesensortransduser trenger ikke å vurdere forvrengningsproblemet til ekkobølgeformen. En bedre metode for estimering av tidsforsinkelser. Den velkjente Matlab-programvaren gir også en simuleringsdemonstrasjon av at LMS er adaptiv for estimeringsalgoritme. Den spesifikke metoden er referansesignalet etter at LMS-algoritmen er sammenlignet med ekkosignalet, når middelkvadratfeilen når minimum, antar tverrfilteret at forsinkelsesmengden tilsvarer maksimumsverdien blant vektkoeffisientene til de N forsinkelseslenkene er rekkeviddetiden. Det er ingen vesentlig forskjell mellom de to forsinkelsesetimeringsalgoritmene, som begge benytter enkeltfrekvenskarakteristikkene til ultralydbølgen, men sistnevnte krever at forsinkelsesmengden som tilsvarer de N forsinkelseslinkene til tverrfilteret må være større enn rekkeviddetiden.