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反射波幅度的情况下,抑制余震信号,从而缩小了盲区。


收发体式的系统只采用个超声换能器,兼具发射与接收超声波的功能。


超声波发射时,般由高压脉冲激励,脉冲结束后会存在个时长的衰减震荡,称为拖尾或余震,如图所示。


在这段时间内,拖尾信号与回波信号般超声波的余震隔离不完全。


虽然收发分体隔绝了机械振动的干扰,但是余震同时是个电路中的震荡,如果接收端电路与发射端电路隔离不充分,余震仍然会影响接受端的工作。


时变增益放大电路超声接收换能器在收到超声波后,要经过放大滤波等系列处理。


可以利用特殊的放大滤波电路减小余震衍射信号对信号检测的影响,以缩小测距盲区。


种常用的放大电路试析超声波测距系统的超声波测距盲区声学论文测量盲区,按照公式计算,盲区范围上限为。


实际的盲区范围也与实际系统尺度有关,可能会高达数米。


图超声波拖尾收发分体式的系统采用两个超声换能器,分别发射与接收超声波。


发射端换能器壳体的余震在物理上与接收端隔离,能够有效地减少盲区。


收发分体式系统产生盲区的原因有两个,其中主要原因是超声波的衍射。


般分体式的两个换能区的方法在发射端减小拖尾根据之前的原因分析,超声发射换能器的拖尾信号是产生盲区的主要原因。


所以减小拖尾信号是从源头上缩小盲区的个方法。


减小拖尾信号的具体方法可以分为增大回路的衰减系数和降低超声波功率。


图晶闸管与电阻并联等人提出通过增大回路的衰减系数的方法,来使拖尾信号更快地衰减。


收发体式的系统量盲区上有很大优势。


目前收发分体式系统基本能够实现无盲区测量。


郑琦等人对廉价分体式超声换能器的衍射干扰进行研究,通过分析衍射波和回波的相互叠加,消除在近距离测量时的测距盲区,其实验最低测量距离达到,已经满足超声测距系统的般应用需求。


另外,采用超声阵列测距,也可以消除测量盲区,这技术经常用于精度要求更高盲区要求此外,包络峰值检测法和相关检测法也是常用的回波时刻判断方法。


前者是通过提取回波包络,根据其峰值判断回波时间,后者则是相当成熟检测技术,在超声波测距领域中,等人提出了在白噪声背景下,利用发射波和回波的相关函数来确定反射波到达时刻的方法。


目前国内外有大量针对包括包络峰值检测法和相关检测法的研何减小盲区,是研究超声波测距的重要问题。


本文以超声波测距的盲区为对象,简述超声波测距基本原理,分析盲区形成的原因,系统比较减小超声波测距盲区所采用多种技术优缺点和使用领域,提出了几点结论并对缩小超声波盲区的研究进行了展望。


即使采用了时变增益放大,也不能从根本上解决问题,因为远处的回波信号在高倍放大的同时,背景噪声也起值检测和自适应可变阈值检测相结合,检测到反射波信号的最大值。


李胜等人采用多次调整比较器阈值的迭代测量方法,来判断回波到达的时刻。


这些方法能够有效地缩小盲区。


试析超声波测距系统的超声波测距盲区声学论文。


摘要盲区是超声波测距系统的项重要指标。


阐述了超声波测距的基本原理,详细分析了收发体式系统和收发分体式系统产生盲区的基本能够实现无盲区测量。


郑琦等人对廉价分体式超声换能器的衍射干扰进行研究,通过分析衍射波和回波的相互叠加,消除在近距离测量时的测距盲区,其实验最低测量距离达到,已经满足超声测距系统的般应用需求。


另外,采用超声阵列测距,也可以消除测量盲区,这技术经常用于精度要求更高盲区要求更小的场合,例如金兆远将超声阵列技术运是常用的回波时刻判断方法。


前者是通过提取回波包络,根据其峰值判断回波时间,后者则是相当成熟检测技术,在超声波测距领域中,等人提出了在白噪声背景下,利用发射波和回波的相关函数来确定反射波到达时刻的方法。


目前国内外有大量针对包括包络峰值检测法和相关检测法的研究,但新检测方法的研究多着重于增加试析超声波测距系统的超声波测距盲区声学论文放大,简单的阈值检测是无法从背景噪声中区分出回波信号的。


采用其他的超声波到达时刻检测方法,可以打破阈值检测法的这局限性。


些研究者对阈值检测法进行了改进。


杨劲松等人将峰值检测和自适应可变阈值检测相结合,检测到反射波信号的最大值。


李胜等人采用多次调整比较器阈值的迭代测量方法,来判断回波到达的时刻。


这些方法能够有效地缩小盲测距的情况下,如何尽可能缩小测量盲区是个值得研究的问题。


关键词声学收发体式检测盲区超声波测距近距离测量超声波测距是项原理简单维护方便和成本低的测距技术,与雷达激光相比,具有近距离测量速度快方向性强不易受电磁光烟雾干扰等优点,在液位测量机器人避障精确测距定位等领域得到广泛的应用。


盲区是超声波测距系统的项重要指标。


声波测距盲区声学论文。


需要指出的是,对于隔离良好的收发分体式系统,其盲区般会比收发体式系统的盲区小很多,所以本文主要针对收发体式系统,分析其缩小其盲区的方法,如在发射端减小拖尾采用时变增益放大电路缩小盲区用特殊方法对回波进行检测等。


缩小超声波测距盲区的方法在发射端减小拖尾根据之前的原因分析,超声发射换能器的拖尾信原因。


针对收发体式超声波测距系统,通过对当前国内外超声波测距系统开发技术和产品进行分析,全面梳理了减小盲区的主要方法。


这些方法包括通过增大回路的衰减系数和降低超声波功率,在发射端减小拖尾的方式缩小超声波测距盲区利用时变增益放大电路减小超声测距系统的盲区采用特殊的回波检测方法等。


对于受环境所限,只能使用收发体式超声在其设计的机器人路径规划与避障系统中,做到了无测量盲区。


即使采用了时变增益放大,也不能从根本上解决问题,因为远处的回波信号在高倍放大的同时,背景噪声也起被放大,简单的阈值检测是无法从背景噪声中区分出回波信号的。


采用其他的超声波到达时刻检测方法,可以打破阈值检测法的这局限性。


些研究者对阈值检测法进行了改进。


杨劲松等人将距系统的精度,较少有针对性的缩小测量盲区的研究。


例如许高斌等人提出的步算法对回波信号处理,提高了测量精度,但并未涉及测量盲区的研究。


邬文俊等人采用了种复杂的高精度解包络超声测距方法,也只是注重测量精度,并未更多地关注测量盲区。


采用分体式换能器或超声阵列收发分体式的超声测距系统在小测量盲区上有很大优势。


目前收发分体式系是产生盲区的主要原因。


所以减小拖尾信号是从源头上缩小盲区的个方法。


减小拖尾信号的具体方法可以分为增大回路的衰减系数和降低超声波功率。


图晶闸管与电阻并联等人提出通过增大回路的衰减系数的方法,来使拖尾信号更快地衰减。


试析超声波测距系统的超声波测距盲区声学论文。


此外,包络峰值检测法和相关检测法也试析超声波测距系统的超声波测距盲区声学论文射信号与反射信号是无法区分的。


个简单的解决方法就是设置盲区,用盲区屏蔽掉衍射信号,盲区范围与收发换能器的间距有关。


分体式系统产生盲区的另个原因是超声波的余震隔离不完全。


虽然收发分体隔绝了机械振动的干扰,但是余震同时是个电路中的震荡,如果接收端电路与发射端电路隔离不充分,余震仍然会影响接受端的工作。


试析超声波测距系统的是无法有效区分的,所以收发体式测距系统通常会在发射脉冲激励后设置段时间的延迟,再进入接收状态。


延迟屏蔽了近距离回波信号,给测距系统带来了近距离的测量盲区,按照公式计算,盲区范围上限为。


实际的盲区范围也与实际系统尺度有关,可能会高达数米。


图超声波拖尾收发分体式的系统采用两个超声换能器,分别发射与接收超声波。


发时变增益放大电路。


超声波在介质中传播,其振幅随时间以指数形式衰减,时变增益放大电路的增益随时间以指数形式增加。


将这样的放大电路运用在超声回波信号上,就能实现根据距离远近改变放大倍数,既能抑制收到的余震信号,也能有效放大远距离的回波,从而在不缩减量程的前提下缩小盲区。


恒定增益放大电路的放大效果与时变增益放大电路的放大效并列放置,由于超声波的衍射,接收换能器会收到部分未经反射的超声波,这部分超声波通常渡越时间很短具体取决于两个超声换能器的间距。


如果仅仅设定个阈值,对接收到的信号进行阈值检测,衍射信号与反射信号是无法区分的。


个简单的解决方法就是设置盲区,用盲区屏蔽掉衍射信号,盲区范围与收发换能器的间距有关。


分体式系统产生盲区的另个原因采用个超声换能器,兼具发射与接收超声波的功能。


超声波发射时,般由高压脉冲激励,脉冲结束后会存在个时长的衰减震荡,称为拖尾或余震,如图所示。


在这段时间内,拖尾信号与回波信号般是无法有效区分的,所以收发体式测距系统通常会在发射脉冲激励后设置段时间的延迟,再进入接收状态。


延迟屏蔽了近距离回波信号,给测距系统带来了近距离的小的场合,例如金兆远将超声阵列技术运用在其设计的机器人路径规划与避障系统中,做到了无测量盲区。


需要指出的是,对于隔离良好的收发分体式系统,其盲区般会比收发体式系统的盲区小很多,所以本文主要针对收发体式系统,分析其缩小其盲区的方法,如在发射端减小拖尾采用时变增益放大电路缩小盲区用特殊方法对回波进行检测等。


缩小超声波测距研究,但新检测方法的研究多着重于增加测距系统的精度,较少有针对性的缩小测量盲区的研究。


例如许高斌等人提出的步算法对回波信号处理,提高了测量精度,但并未涉及测量盲区的研究。


邬文俊等人采用了种复杂的高精度解包络超声测距方法,也只是注重测量精度,并未更多地关注测量盲区。


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