基于混沌脉冲位置调制的实时超声测距系统串扰抑制 被引量：11

1

作者 孟庆浩 兰少莹 +1 位作者 姚振静 李根旺 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2268-2272,F0003,共6页

超声测距系统中各换能器之间存在的干扰(即串扰)会严重制约测距的准确性;为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制构造每个超声换能器的短发射序列;相关分析法被用于识别回声序列.分析了超声串扰产生原因,并给出了脉冲占空比与各次谐波能量的... 超声测距系统中各换能器之间存在的干扰(即串扰)会严重制约测距的准确性;为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制构造每个超声换能器的短发射序列;相关分析法被用于识别回声序列.分析了超声串扰产生原因,并给出了脉冲占空比与各次谐波能量的对应关系.为获得最佳的相关效果,采用遗传算法对Logistic混沌满映射调制的短序列脉冲间隔做了优化.所提方法在DC-DC(直流-直流)激励的静电型超声测距系统中获得了验证.结果表明,在合理配置脉冲间隔的情况下,混沌脉冲位置调制可用于消除实时超声测距系统的串扰. 展开更多

关键词 超声换能器 超声串扰 混沌脉冲位置调制 相关分析

下载PDF 职称材料

基于FPGA的互相关无串扰超声测距系统 被引量：10

2

作者 王荣扬 钱振华 殷勇辉 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第8期307-313,共7页

多传感器超声测距系统工作时存在超声串扰,会导致测量结果失真并降低系统工作效率。为此,利用伪随机序列优越的自相关性,通过对发射信号和回波信号进行互相关运算消除串扰。提出一种利用异或运算代替乘法运算的并行数字相关技术捕获算... 多传感器超声测距系统工作时存在超声串扰,会导致测量结果失真并降低系统工作效率。为此,利用伪随机序列优越的自相关性,通过对发射信号和回波信号进行互相关运算消除串扰。提出一种利用异或运算代替乘法运算的并行数字相关技术捕获算法。可编程逻辑门阵列(FPGA)仿真结果表明,该算法可以消除实时超声测距系统的串扰和误码干扰,明显减少算法运算量及数据处理时间,提高FPGA逻辑资源利用率及超声测距系统的精度。 展开更多

关键词 相关捕获 伪随机序列 超声测距 超声串扰 可编程逻辑门阵列

下载PDF 职称材料

影响超声波测距因素的研究 被引量：8

3

作者 吕承昊 《电子测试》 2019年第17期31-33,共3页

超声波测距以其简便、快捷、无损的优势在各个领域得到应用。测量方法、环境情况以及测量系统本身都会影响超声波测距的精度和范围。本文概括了影响超声波测距的因素,并尽可能给出相应的解决方案。

关键词 超声波测距 温度补偿 标杆测量法 回波信号 反射面 盲区 频率 串扰

下载PDF 职称材料

基于FPGA的多路无串扰超声测距系统的设计与实现 被引量：7

4

作者 孟庆浩 边旭东 +1 位作者 扈佳林 曾明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期582-589,共8页

给出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路无串扰超声测距系统的设计与实施方案。在前期设计的超声收发一体的硬件电路基础上,采用FPGA作为整个测距系统的核心,用于控制编码超声序列的收发及实现基于相关算法的测距。系统中采用有限... 给出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路无串扰超声测距系统的设计与实施方案。在前期设计的超声收发一体的硬件电路基础上,采用FPGA作为整个测距系统的核心,用于控制编码超声序列的收发及实现基于相关算法的测距。系统中采用有限状态机设计思想,充分利用FPGA中存储器资源。基于前期对不同种类的编码与调制组合性能的评估,本文选择了Gold序列结合二值频移键控调制方式激励超声换能器。为降低回声相关计算的复杂度和减少FPGA内资源占用,采用二值极化相关的方法处理回声信号以捕获渡越时间。实验测试结果表明,该测距系统在35 cm～420 cm的范围内可实现10mm的测距精度,并可有效消除超声串扰。 展开更多

关键词 超声测距 超声串扰 扩频 编码 过零极化相关 渡越时间 现场可编程门阵列

下载PDF 职称材料

基于m序列的无串扰超声波测距系统 被引量：7

5

作者 张松 张亚 《电子测量技术》 2015年第9期19-24,共6页

超声波测距是机器人较为常用的避障方法,但是当多个超声波测距系统同时使用时容易产生串扰的问题。将伪随机码m序列应用在超声波测距系统中,为发射的每一路超声波进行编码,使得发射端所发射的超声波具有可识别性。回波中的编码与本地所... 超声波测距是机器人较为常用的避障方法,但是当多个超声波测距系统同时使用时容易产生串扰的问题。将伪随机码m序列应用在超声波测距系统中,为发射的每一路超声波进行编码,使得发射端所发射的超声波具有可识别性。回波中的编码与本地所发射的超声波编码进行自相关运算,利用m序列良好的自相关特性,判断此回波是有效回波还是干扰回波。系统能有效地识别干扰回波并将其舍弃,从而避免多个超声波测距系统之间发生串扰。实验结果表明,该系统的测距误差小于1.9%。 展开更多

关键词 超声波测距 M序列 超声波串扰

下载PDF 职称材料

多通道超声的双向单程伪距测量研究 被引量：6

6

作者 赵佰秋 孟立新 +2 位作者 于笑楠 张立中 佟首峰 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第9期174-180,共7页

超声波测距是一种非接触测量方式,在工业、交通等行业应用广泛。为提高超声波的测距量程,解决多通道在通道间距离较近时的串扰噪声问题,在不改变电声转换器与发射接收硬件电路前提下,将"双向单程伪距测量技术"应用到超声波测... 超声波测距是一种非接触测量方式,在工业、交通等行业应用广泛。为提高超声波的测距量程,解决多通道在通道间距离较近时的串扰噪声问题,在不改变电声转换器与发射接收硬件电路前提下,将"双向单程伪距测量技术"应用到超声波测距系统中,利用双向单程测量替代了传统的反射式双程测距,通过无线串口通信进行测距主端与测距从端的时钟同步,提高测距量程,该技术还可消除系统自身的时钟同步误差。同时应用"时分多路复用"技术,通过无线电信号广播进行时隙分配,使任意时刻测距信道中只有单路处于工作状态,实现多通道近距离通道间隔下无串扰测量。实验结果表明,双向单程测量可以将反射测距量程提升1倍以上,探测精度优于1%。时分多路复用技术的引用,可以实现超声多通道近距离通道间隔下测量无串扰。 展开更多

关键词 超声波测距 双向单程伪距测量 时分多路复用 测距量程 串扰噪声

下载PDF 职称材料

基于伪随机序列自相关的多传感器测距系统 被引量：5

7

作者 王荣扬 王洪涛 殷勇辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第5期89-93,共5页

针对单脉冲回拨方式的超声测距方法存在抗干扰能力差和不能全方位检测环境信息等缺陷,开发了一种多传感器测距系统。该多传感器超声测距系统基于伪随机序列自相关原理,通过对发射信号和回波信号进行相关运算精确的捕捉其相位差来计算渡... 针对单脉冲回拨方式的超声测距方法存在抗干扰能力差和不能全方位检测环境信息等缺陷,开发了一种多传感器测距系统。该多传感器超声测距系统基于伪随机序列自相关原理,通过对发射信号和回波信号进行相关运算精确的捕捉其相位差来计算渡越时间。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心器件,结合超声回波的特点设计了能抑制和隔离电路中噪声的回波微弱信号接收电路、多路模数转换电路和相应的软件系统;提出了适用于该系统的误差校正方法。FPGA仿真结果表明,在误码存在的情况下,设计的基于自相关的回波信号识别系统可以很准确的消除超声串扰和计算出渡越时间。 展开更多

关键词 超声测距 伪随机序列 超声串扰 自相关 现场可编程门阵列

下载PDF 职称材料

无串扰超声测距系统编码激励序列优化与分析 被引量：5

8

作者 姚振静 孟庆浩 李根旺 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第3期502-505,共4页

为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制(CPPM)构造每个超声换能器的编码激励发射序列,相关分析法被用于识别回声序列。回声序列的相关特性决定超声测距的准确性和精度,回声序列的能量影响超声测距的最远可测距离。为使回声序列的相关特性和... 为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制(CPPM)构造每个超声换能器的编码激励发射序列,相关分析法被用于识别回声序列。回声序列的相关特性决定超声测距的准确性和精度,回声序列的能量影响超声测距的最远可测距离。为使回声序列的相关特性和能量最优,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)优化了CP-PM发射序列。用小波变换分析了优化后发射序列及回声序列的特点,得到了影响回声序列相关特性和能量的因素。该法在两路Polaroid 600系列静电超声换能器测距系统中获得了验证。 展开更多

关键词 超声换能器 串扰 编码激励 混沌脉冲位置调制 多目标优化 小波变换

下载PDF 职称材料

环境探测机器人超声波测距系统的设计与应用 被引量：2

9

作者 宋智瀛 马飞 +1 位作者 刘涛 贾瑞清 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第22期38-41,共4页

在超声波测距理论的基础上,结合测距系统硬件和软件的研究,设计一种适用于环境探测机器人的超声波测距系统。通过室外环境测距实验获得距离数据,针对系统测量误差产生的原因进行分析,当测距范围在1~3 m时,相对误差不超过2%。系统采用分... 在超声波测距理论的基础上,结合测距系统硬件和软件的研究,设计一种适用于环境探测机器人的超声波测距系统。通过室外环境测距实验获得距离数据,针对系统测量误差产生的原因进行分析,当测距范围在1~3 m时,相对误差不超过2%。系统采用分时触发工作方式,避免声波间串扰。测距系统和上位机通过串口通信。测试表明,上位机成功接收系统传输的测距数据,很好地满足机器人的测距要求。 展开更多

关键词 超声波测距系统 误差分析 超声串扰 环境探测机器人

下载PDF 职称材料

基于m序列的无串扰超声波测距系统 被引量：1

10

作者 张松 张亚 《电子测量技术》 2015年第10期22-27,共6页

超声波测距是机器人较为常用的避障方法,但是当多个超声波测距系统同时使用时容易产生串扰的问题。将伪随机码m序列应用在超声波测距系统中,为发射的每一路超声波进行编码,使得发射端所发射的超声波具有可识别性。回波中的编码与本地所... 超声波测距是机器人较为常用的避障方法,但是当多个超声波测距系统同时使用时容易产生串扰的问题。将伪随机码m序列应用在超声波测距系统中,为发射的每一路超声波进行编码,使得发射端所发射的超声波具有可识别性。回波中的编码与本地所发射的超声波编码进行自相关运算,利用m序列良好的自相关特性,判断此回波是有效回波还是干扰回波。系统能有效地识别干扰回波并将其舍弃,从而避免多个超声波测距系统之间发生串扰。实验结果表明,该系统的测距误差小于1.9%。 展开更多

关键词 超声波测距 M序列 超声波串扰

下载PDF 职称材料

伪随机序列超声测距系统及FPGA实现 被引量：1

11

作者 王荣扬 殷勇辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第2期46-48,51,共4页

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的超声串扰会导致错误的测量和降低系统的工作效率。为了消除串扰,采用二进制频移键控调制(FSK)构造每个超声换能器的编码激励发射序列;结合超声回波信号模型,给出了超声回波信号的解调算法;设计... 超声测距系统中多路换能器同时工作存在的超声串扰会导致错误的测量和降低系统的工作效率。为了消除串扰,采用二进制频移键控调制(FSK)构造每个超声换能器的编码激励发射序列;结合超声回波信号模型,给出了超声回波信号的解调算法;设计了一种只用异或和加法的并行数字相关技术的回波序列识别和渡越时间捕获器,它能够抑制超声串扰和误码,显著减少数据处理时间和FPGA资源。FPGA仿真结果表明伪随机码(PRBS)可用于消除实时超声测距系统的串扰。 展开更多

关键词 伪随机码 超声测距 超声串扰 FPGA 相关捕获法

下载PDF 职称材料

基于优化混沌PWM激励序列的超声测距系统 被引量：1

12

作者 王俊 白云 +1 位作者 高育鹏 彭程 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第12期373-376,共4页

针对多超声测距系统普遍存在相互串扰和测量精度低的问题,提出一种优化混沌编码的脉冲宽度调制来构造激励序列的方法。采用混沌编码调制载波信号和极性相关法识别回波信号来消除串扰,利用遗传算法优化混沌初值,得到最优的调制激励序列... 针对多超声测距系统普遍存在相互串扰和测量精度低的问题,提出一种优化混沌编码的脉冲宽度调制来构造激励序列的方法。采用混沌编码调制载波信号和极性相关法识别回波信号来消除串扰,利用遗传算法优化混沌初值,得到最优的调制激励序列来提高测量精度。再采用现场可编程门阵列作为整个测距系统的核心,用于激励序列的收发和渡越时间的测定。实验结果表明:采用优化后的发射序列可以有效的消除超声串扰并在规定的测距范围内达到较好的测距精度。 展开更多

关键词 超声测距 超声串扰 混沌脉宽调制 遗传算法 现场可编程门阵列

下载PDF 职称材料

对自主吸尘机器人多路超声波下窜绕信号的研究 被引量：1

13

作者 龚华锋 冯申珅 +2 位作者 朱世强 刘瑜 金波 《机床与液压》 北大核心 2004年第7期43-44,6,共3页

在自主吸尘机器人的定位导航中 ,实时获取周围环境信息的传感器至关重要。本项目HSR2 0 0 0使用了多路超声波传感器 ,采用了群发群收的工作模式。在此基础上本文对超声波窜绕信号进行了初步分析 ,同时探讨了窜绕信号对接收信号的稳定性... 在自主吸尘机器人的定位导航中 ,实时获取周围环境信息的传感器至关重要。本项目HSR2 0 0 0使用了多路超声波传感器 ,采用了群发群收的工作模式。在此基础上本文对超声波窜绕信号进行了初步分析 ,同时探讨了窜绕信号对接收信号的稳定性和对发射功率及测量值误差等因素的影响 ,并提出了几种解决方法。 展开更多

关键词 自主吸尘机器人 超声波测距 窜绕信号 多路传感器

下载PDF 职称材料

Construction and Characterization of an Ultrasonic Array Using Different Backing Materials to Evaluate Crosstalk

14

作者 Israel Sanchez Dominguez Pedro Acevedo Contla 《材料科学与工程（中英文B版）》 2013年第8期493-497,共5页

关键词 衬底材料 串扰特性 声阵列 评估 超声波 传播特性 频率发生器 数字示波器

下载PDF 职称材料

基于脉冲编码激励超声扩频测距的变压器绕组变形检测技术 被引量：7

15

作者 冯翼 杜好阳 +3 位作者 李一木 王磊 王昕 郑益慧 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3960-3969,共10页

针对超声波检测变压器绕组时效率低的问题,将超声波编码扩频测距技术引入到现有的超声检测技术中,同时对超声波在油–变压器外壳介质中的传播路径和波型转换进行分析。针对不同位置检测时的回波波型,提出不同类型超声波探头联合检测方法... 针对超声波检测变压器绕组时效率低的问题,将超声波编码扩频测距技术引入到现有的超声检测技术中,同时对超声波在油–变压器外壳介质中的传播路径和波型转换进行分析。针对不同位置检测时的回波波型,提出不同类型超声波探头联合检测方法,并设计了超声波扩频测距系统。该系统能够同时发射多路携带不同信号的超声波,对变压器内部绕组的表面结构进行检测,然后利用广义互相关对回波进行分析,使得超声检测的理论精度达到±0.064mm。利用该系统对实体变压器模型进行检测,最终实验结果表明,该系统能够在不影响变压器正常运行的情况下检测变压器绕组内部结构,是一种高效的在线变压器绕组检测方法。 展开更多

关键词 超声波 波型转换 超声扩频 防串扰 广义互相关

下载PDF 职称材料

面向高端装备承力结构的超声导波检测系统

16

作者 魏钧涛 韩泽 +1 位作者 陈佩祥 姜明顺 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期121-128,201,共9页

针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应... 针对高端装备承力结构的健康监测问题,研制了集成128个传感器通道的超声导波检测系统,包括集成化的压电传感智能层、系统主机和具有损伤实时定位功能的上位机软件3部分。首先,通过优化智能层外观与叠层设计、提高主机输出功率、自适应放大响应信号、增加串扰抑制电路等措施,保证系统能够在复杂环境中可靠运行;其次,搭建不同的测试环境,分别对系统的串扰抑制效果、定位准确性和变温变振动条件下信号的稳定性进行验证。结果表明:系统实现了对不同强度串扰信号的剥离;损伤定位误差为毫米级;温度和振动干扰引起的损伤指数较模拟损伤小1个数量级。该超声导波检测系统稳定性高、环境适应性强,可作为在线监测仪器用于高端装备承力结构的健康监测。 展开更多

关键词 超声导波 串扰抑制 智能层 结构健康监测

下载PDF 职称材料

优化伪随机脉冲位置调制序列激励的无串扰超声测距系统 被引量：3

17

作者 孟庆浩 兰少莹 +1 位作者 姚振静 李根旺 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1645-1649,共5页

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率。为消除此串扰,提出了伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列。PPPM序列中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制。为获得尖锐的自相关... 超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率。为消除此串扰,提出了伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列。PPPM序列中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制。为获得尖锐的自相关函数和平坦的互相关函数,对四种常用的同余法产生的伪随机数进行了定量检验,并选定统计特性最好的乘加同余法用于构造PPPM序列。为提高超声测距系统实时性,采用遗传算法优化较短的PPPM序列中脉冲之间的间隔范围。将所提方法用于多路Polaroid600系列静电型换能器构成的超声测距系统,实验验证了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 超声测距系统 串扰 伪随机脉冲位置调制 同余法 遗传算法

下载PDF 职称材料