超声波测距数字信号算法讨论，不知mm级别的误差如何做到的？

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 11:16:05

小弟最近在玩超声波测距，先将图片发上，

回波原始信号 (原文件名:1.JPG)

回波原始信号展开 (原文件名:2.JPG)

回波原始信号频谱 (原文件名:3.JPG)

回波滤波后信号 (原文件名:4.JPG)

回波滤波后信号展开 (原文件名:5.JPG)

回波滤波后信号起始 (原文件名:6.JPG)

回波滤波后信号频谱 (原文件名:8.JPG)

另一个探头滤完波后典型波形 (原文件名:7.JPG)

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 11:21:08

从图片上看，回波频谱峰值正好在40.05,滤完波后能将其他频率成分滤除，但在回波有效信息的前沿，有同频率的干扰信号存在，而且幅值不小，这使到阀值，过零，相关这些算法都会产生大的误差

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 11:22:58

回波时间判断很容易错开一个波，一个波的误差将造成8mm的误差，市面上的测距仪不知实际精度，效果怎么样

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 11:42:10

目前看软件好象比较难处理，只能从硬件上着手了，回波前端出现同频率信号，一个可能是发射信号的时间从电路串扰到接收回波，从发射时刻起接收回路产生一个很长的振荡，另一个可能是发射探头和接收探头比较靠近，发射的时候给接收探头接收了，有谁玩这个的，讨论一下！

huanxin1456 · 发表于 2011-3-11 11:53:42

回复【3楼】dsp_meter
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应该是属于第二种情况的，直接接收了，我之前采用的方法是发射启动之后，做一个短暂的延时，可以解决，但是这样会有一个缺点，就会有一段盲区无法检测，就是最小距离，记得好像是5mm

hongh · 发表于 2011-3-11 12:02:43

1、想要提高精度，提高超声波的频率，但距离会短。
2、收发各用一个探头时，不能靠太近。还有探头的指向性不好，换好些的探头。

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 12:03:32

回复【4楼】huanxin1456
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呵呵，你做到什么精度了？用的是一发一收的探头吗？我从示波器上看，发射48V，接收电路同一时刻也有10V的脉冲，你说的短暂延时是什么意思，我是发射过1ms后开始接收数据的

albert_w · 发表于 2011-3-11 12:04:21

LZ的分析非常专业啊!
对分析工具和滤波比较感兴趣

后一个波形是否由多径效应引起的?
考虑抓回波峰值过顶的时间,这个时间基本是最后一个发射脉冲的到达时间

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 12:06:14

回复【5楼】hongh
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请问现在的探头一般是40KHZ的，还有什么频率的探头，做高精度是收发一体的好，还是一发一收分开的好

dsp_meter · 发表于 2011-3-11 12:09:08

回复【7楼】albert_w
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波峰是会变化的，在几个波来回变化，我用的是TI的DSP，这个是CCS做出来的图，

hongh · 发表于 2011-3-11 12:44:13

回复【8楼】dsp_meter
回复【5楼】hongh
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请问现在的探头一般是40khz的，还有什么频率的探头，做高精度是收发一体的好，还是一发一收分开的好
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收发一体会有盲区  即最小距离
我不太清楚市面上常用的频率是多少  一般用定制的
频率越高  精度越高距离越短

christel · 发表于 2011-3-11 13:24:20

超声波在空气中传输速度按340m/s，一来一回，680m/s，
要做到mm级的精度，时间的分辨率至少需要：1.47us，即采样速率至少需要680K，
可以计算出能量信号之后，做升采样，并做良好的升采样滤波，或者用高阶数字插值算法，可以达到mm级的精度。

dinosaur2011 · 发表于 2011-4-24 12:58:02

学习了~

jqfsjt · 发表于 2014-7-3 18:25:06

学习了~

luweixuan · 发表于 2014-7-24 10:30:05

去看看检测与估计的书，会有你需要的。检测简单用閥值检测，时延估计采用与发射信号的相关来做

reflecter · 发表于 2014-7-24 11:31:20

上位机显示及频谱分析是自己写的？牛

zhuyihua001 · 发表于 2014-10-28 15:11:45

300KHz收发一体探头，精度做到了1mm 盲区70mm 最大测量距离600mm 只不过还只是样品阶段

zhuyihua001 · 发表于 2014-10-28 15:13:46

硬件加软件滤波

tjpu__224 · 发表于 2014-10-28 15:51:49

zhuyihua001 发表于 2014-10-28 15:11
300KHz收发一体探头，精度做到了1mm 盲区70mm 最大测量距离600mm 只不过还只是样品阶段 ...

我用的是富士的探头200KHZ的，基本是频率越高，精度越高，指向角越小。

光明星1号 · 发表于 2018-2-13 15:43:56

请问一下，这个软件是自己做的吗，还是示波器带的软件？

超声波测距数字信号算法讨论，不知mm级别的误差如何做到的？

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