Sistema de transductores de rango ultrasónico de largo alcance

Análisis de algoritmos de rango ultrasónico

El proceso de rango que utiliza el método de eco de pulso ultrasónico es excitar el transductor con la señal de pulso eléctrico de alta frecuencia para transmitir una serie deTransductor de sensor de profundidad ultrasónica, Cuando la onda ultrasónica se reúne en el eje acústico del transductor, se alcanza uno o más objetivos, parte de la energía de sonido se reflejará hacia atrás y actuará en el transductor, lo que está causando que el transductor sea una señal eléctrica débil. Una vez que se amplía la señal y se filtra, se envía al sistema de microprocesador para el procesamiento de información para determinar el tiempo en que aparece la señal de eco, y se calcula el tiempo de rango de la onda ultrasónica y su distancia objetivo correspondiente, completando así un período de rango. Cómo mejorar el rendimiento anti-interferencia y el rendimiento en tiempo real del sistema de rango ultrasónico es un problema técnico clave que debe considerarse cuando está estudiando algoritmos de procesamiento de señales ultrasónicas.

Transductor acústico del sensor de profundidad ultrasónicoNo solo se ven afectados por el medio de propagación durante el proceso de propagación, sino que también su relación señal-ruido se verá afectada por factores externos, como la vibración, la turbulencia de aire y la absorción y la atenuación de la energía sólida. Los experimentos muestran que el método de detección de entalpía tradicional es efectiva cuando la energía de la señal transmitida y la señal recibida son relativamente grandes durante el proceso de rango ultrasónico. Cuando el sensor de distancia está lejos, la señal de eco está interesada en gran medida por factores externos. En este momento, es difícil para el sistema de rango determinar directamente si la señal de salida del transductor es eco o ruido. El método de detección de valor cerrado tradicional falla. . Afortunadamente, el sobre de la señal de eco es básicamente lo mismo que el sobre de la señal transmitida. Por lo tanto, al calcular la función de correlación cruzada de los dos y encontrar el momento en que aparece el pico, el rango de laSensor de esquivismo bajo el aguapuede ser determinado.

Entre los muchos algoritmos de procesamiento de señales introducidos, el método de función de correlación del sobre es adecuado para simples débiles y algoritmos robustos con bajas tasas de muestreo. En orden para mejorar la confiabilidad del algoritmo de rango ultrasónico, la señal de pulso de banda base se puede modular en una frecuencia ultrasónica Señal codificada por medio de una secuencia binaria pseudo-aleatoria seleccionada apropiadamente como una señal codificada (denominada como un código pseudo-aleatorio o un código PN). losTransductor acústico subacuáticoSe envía para transmitir una señal codificada por ultrasonidos en el exterior. En la mayoría de los casos, la señal de interferencia externa no está relacionada con la señal codificada transmitida. Por lo tanto, al calcular la función de correlación del sobre de la señal codificada y la señal de eco, la señal de interferencia externa mezclada en la señal de eco se puede eliminar o reduce a un mínimo, logrando así la detección de señales débiles con una relación de señal a ruido negativa. Obviamente, la longitud más larga es la secuencia pseudo-aleatoria, más grande es el pico de la función de correlación de la envoltura, y la mayor ganancia de procesamiento del sistema de rango, la zona ciega del sistema también aumentará en consecuencia. Por lo tanto, debe basarse en lo real para medir la demanda y elegir una secuencia pseudo-aleatoria de la longitud adecuada.