Metoda oceny fazowej przetworników ultradźwiękowych

Metoda estymacji fazowej estymacji opóźnienia czasowego jest praktyczną metodą poprawy dokładności estymacji opóźnienia ultradźwiękowego. Opierając się na fakcie, że dla prostej harmonicznej za pomocą transformaty Fouriera (DFT) można obliczyć jej współczynnik Fouriera odpowiadający częstotliwości rezonansowej i tym samym określić przesunięcie fazowe prostej harmonicznej względem punktu odniesienia. Złożoność tych obliczeń zależy głównie od związku pomiędzy prostymi harmonicznymi a częstotliwością próbkowania. Odpowiedni dobór częstotliwości próbkowania może uprościć obliczenia współczynników Fouriera. Jeżeli moment pobrania próbki jest ściśle zsynchronizowany z momentem, w którym przetworniki ultradźwiękowe przesyłają sygnał, wówczas przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałem nadawczym a sygnałem odbiorczym można oszacować poprzez obliczenie przesunięcia fazowego sygnału echa w stosunku do próbki.

Gdy odległość propagacji fali dźwiękowej jest większa lub równa długości fali dźwiękowej, czyli przesunięcie fazowe Δ> 2c, trudno jest ocenić rzeczywiste przesunięcie fazowe, co zwykle nazywa się zjawiskiem rozmycia fazowego. Ponieważ częstotliwość robocza fali ultradźwiękowej wynosi > 20 kHz, a jej długość fali < 17 mm, zakres pomiarowy ultradźwiękowy przetwornik odległości bezpośrednio wykorzystujący metodę przesunięcia fazowego musi być mniejszy niż 8,5 mm. W przypadku pokładowego dalmierza ultradźwiękowego ten detektor o małym zasięgu nie ma praktycznego zastosowania. Proponowana hybrydowa metoda szacowania opóźnienia może rozwiązać problem niejednoznaczności fazy i poprawić dokładność określania odległości. Algorytm oblicza funkcję korelacji obwiedni i przesunięcie fazowe w celu oszacowania czasu zasięgu. Eksperymenty wykazały, że błąd pomiaru jest mniejszy niż 1 mm w odległości pomiarowej 1M. Czas zasięgu opóźnienia hybrydowego ma metodę szacowania. Proponowana metoda wykrywania przesunięcia fazowego oparta na metodzie modulacji amplitudy dwupasmowej (DSB) wykorzystuje sygnał o niskiej częstotliwości do modulowania sygnału wzbudzenia impulsu o częstotliwości ultradźwiękowej poprzez odpowiedni dobór parametru modulacji. Częstotliwość ultradźwiękową można zastąpić sygnałem o niskiej częstotliwości, dzięki czemu zakres metody wykrywania przesunięcia fazowego jest znacznie rozszerzony i zachowany jest unikalny dla metody wykrywania przesunięcia fazowego. W przypadku ultradźwiękowego systemu pomiaru odległości o dużym zasięgu stawiane są nie tylko wymagania dotyczące odległości i kierunkowości czujnika ultradźwiękowego, ale także ultradźwiękowy system pomiaru odległości może szybko zmierzyć odległość do celu.

Rozwój ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości i technologia pozycjonowania, ultradźwiękowa technologia pomiaru odległości i pozycjonowania to najnowocześniejsza dyscyplina technologiczna utworzona na skrzyżowaniu nauk akustycznych i instrumentalnych. Zajmuje się głównie badaniem sposobu wykorzystania ultradźwiękowego czujnika odległości do realizacji problemu pozycjonowania trójwymiarowych celów kosmicznych. Ultradźwiękowy system ustalania odległości i pozycjonowania składa się z przetwornika ultradźwiękowego, ultradźwiękowego obwodu nadawczo-odbiorczego oraz mikrokomputerowego procesora informacyjnego i jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach, takich jak przemysł, transport i obrona narodowa. W artykule omówiono rozwój aktywnego systemu antykolizyjnego pojazdu w oparciu o wieloczujnikową fuzję informacji w innych krajach i uczestniczyłem w artykule opublikowanym w trakcie opracowywania samochodowego systemu antykolizyjnego. W tych pokładowych systemach wspomagania bezpieczeństwa jazdy, Ultradźwiękowy czujnik odległości służy głównie do wykrywania warunków drogowych z przodu, z tyłu, z lewej i prawej strony pojazdu, aby zapobiec przypadkowym wypadkom kolizyjnym, gdy pojazd skręca lub zmienia pas ruchu. Są to pokładowe dalmierze ultradźwiękowe opracowane przez niektóre uniwersytety i instytuty badawcze w Chinach. Zasięg wykrywania dalmierza ultradźwiękowego wybiegającego w przyszłość jest mniejszy niż 10 m, a zasięg wykrywania dalmierza ultradźwiękowego z widokiem z tyłu i peryferyjnego dalmierza ultradźwiękowego nie przekracza 5 m. Zasięg wykrywania wspomnianego radaru skaningowego krótkiego zasięgu (w promieniu 20 m wokół pojazdu) jest zupełnie inny. Widać, że bardzo potrzebne jest opracowanie czujnika ultradźwiękowego o dużym zasięgu, który w przyszłości odegra pozytywną rolę w rozwoju systemu ostrzegania przed kolizją dla pojazdów produkowanych w kraju.