正弦激励超声扩频测距系统硬件设计.pdf

摘 要 在复杂的障碍物环境中，串扰现象是影响超声测距准确性的主要原凶之一。 另外，随着测量范围的扩大，势必要求超声发射序列长度的加大，从而导致测距 分辨能力的降低。凶此，加大测量范围与提高测距精度两者之间是相互矛盾的。 针对以卜．问题，木文的研究思路是构造基于正弦信号的扩频编码序列激励超声换 能器工作，同时接收端采用相关处理实现测距。根据这一思路，本文做了如下工 作。 在基于脉冲形式编码调制的超声测距系统的基础上做了进一步的改进，搭建 了基于正弦信号编码调制方式的超声测距硬件系统。该系统性能稳定，功耗适中。 为构造基于正弦信号的超声编码扩频序列提供了良好的平台。 对搭建完成的正弦编码超声扩频测距系统中各主要环节的幅频特性进行分 析和验证，根据实测数据拟合出了信号在系统一lt传输的幅频特性。 以硬件平台作为基础，构造了基于正弦信号激励的超声编码扩频序列。采用 m序列、Gold码以及混沌序列等随机特性较好序列结合扩频调制方式作为超声 测距系统的激励序列，取得较好相关效果，验证了正弦编码扩频方法在抑制串扰 课题卜．的可行性。并在对激励信号编码扩频的基础上实现了离线相关测距方法， 在发射序列较长情况下保持较高测距精度，有效缓解TN量范围与测距精度的矛 盾。 关键词：超声扩频测距，超声串扰，正弦信弓一，测距精度，相关测距法 T ABSTRAC the111am1‘easons isoneof withobstacles，crosstalk lna environment complex ln anincrease ofanultrasonic t11e rangingsystem．Besides，with thataffectaccuracy ofultrasonicemission ISnormally。equl。ed the length sequence measuringrange，the reductionofultrasonlc。angmg it leadstothe thus toincrease，andinevitably and the the range lmprovlng resOlution measuring capacity．Therefore，increasing this ideaof solve toeachother．To problem，the contradicted are rangingaccLIracy