求高手赐教！解决声呐测距算法问题！

只看该作者 · 2014-8-1 16:21

声源是电火花放电，在启动声源放电时，同时启动AD采集，固定采集约2000微秒，采集的信号的AD码拟合如下图，前面的原波比较好区分，有一个很大的尖峰，但回波就没有这个尖峰了，怎么能找到回波的准确时刻，请问谁有解决办法？如能解决，请向我索取波形的AD原始数据。
图形如下：

第一次发帖，也不知发对了地方没，如果发错了地方，劳烦管理员帮我纠正。万分感谢！

只看该作者 · 2014-8-1 16:44

有意思，能发给俺瞧瞧吗？感觉自相关的第二个峰值能测出时间差。QQ： 615975467

只看该作者 · 2014-8-1 16:55

数据也应该可以上传这里吧

4万 · 2014-8-1 18:05

只要检测到高于背景噪声且频谱相同的信号就可以认为是回波。

只看该作者 · 2014-8-1 18:45

同意楼上，首先要根据噪声大小设定一个阈值，查找的时候，略过前面的数据，那是源波。从略过的开始，如果数据大于阈值，就认为是回波，其时间就代表距离。
如果要求高，可以查看后续数据是否为非噪声，但处理起来比较麻烦。
如果得到的距离有差异，调节阈值，直到满意。

只看该作者 · 2014-8-1 18:58

从它的波形看，明显声源未发完声时，回声已经进来了，所以需要自相关。

只看该作者 · 2014-8-1 19:02

本帖最后由 nethopper 于 2014-8-1 19:10 编辑

好在似乎声源的频率/幅度是变化的，否则自相关都不一定行

只看该作者 · 2014-8-1 19:36

而且回波头部由于与源波尾部重叠叠加后，从幅度上似乎找不到一个特征点。

只看该作者 · 2014-8-1 20:52

nethopper 发表于 2014-8-1 18:58
从它的波形看，明显声源未发完声时，回声已经进来了，所以需要自相关。

这个只能拉远距离，或者减少脉冲宽度。声纳都有个最近探测距离。

只看该作者 · 2014-8-1 21:42

lymex 发表于 2014-8-1 20:52
这个只能拉远距离，或者减少脉冲宽度。声纳都有个最近探测距离。

老兄，你这个意见没错，但楼主这个东东是否是普通那种声纳测长距就不清楚了。你若仔细看看，就会发现他采样才2ms, 从发出到返回的时间才1ms左右，算成距离来回才0.34米（实际0.17米），估计他应该不是用来测量长距离的，按自相关能否判断出距离并无绝对把握，要科研一下，呵呵。

只看该作者 · 2014-8-2 09:44

正如nethopper所说，这个距离只有大约340mm，要求最小要能区分1mm,声源是用的两个电极通过空气间隙放电产生，所以它不是一个标准正弦信号。将采集的整个波形转换为频谱图如下，频率分布在0-50KHZ内，基本上不同距离、不同温度下测得的波形的频谱都是这一样，幅值最高的点对应的频率约为13.6KHZ

我把发射波和回波分开作频谱，如下图，上面是纯发射波的频谱，下面上纯回波的频谱。他们的幅值对应的频点不一样，发射约12.7KHZ,回波约20KHZ

当距离比较近时，正如nethopper 所说，当声源未发完时，回声已经回来了，下图就是常温下，一个是最远距离一个是最近距离时采集的波形，最近时明显看到原声和回声有重叠，但决不会掩盖原声的最大值。

由于声呐在空气中传播还受温度的影响。当温度不变时，我可以将最远距离作为基准波，距离变化时的波形与这个基准波直接相减，这样就能把原波完全消掉，只留下回波，再用阈值检测，得到回波时刻，每变化1MM测一次，把这个时刻拟合成曲线，也还比较直，比较准，但温度稍一变化，这个方法就不行了。下面这图是同一长度，不同温度下的波形，发现回波移动了。

我也用了自相关互相关都实现不了。波形数据我也马上传上来。

只看该作者 · 2014-8-2 09:52

我把室温下实验测得最长距离和最短距离下的AD码发上来。大家可以直接拷入matlab仿真处理

只看该作者 · 2014-8-2 10:08

利用原波的衰减特性应可以查出回波的准确时时刻。软件好处理，难的是要看公司的模拟电路设计能力了。模拟处理不好，噪音各种底噪干扰太大，有你们折腾的，

只看该作者 · 2014-8-2 10:52

nethopper 发表于 2014-8-1 16:44
有意思，能发给俺瞧瞧吗？感觉自相关的第二个峰值能测出时间差。QQ： 615975467 ...

谢谢帮助！我发到第12楼了，能看到吗？

只看该作者 · 2014-8-2 11:00

daividli 发表于 2014-8-2 10:08
利用原波的衰减特性应可以查出回波的准确时时刻。软件好处理，难的是要看公司的模拟电路设计能力了。模拟 ...

谢谢帮助，请问你有我这种情况的衰减函数没？衰减函数中有温度参数没？对于距离比较短，原波和回波有叠加，还能用衰减函数吗？

只看该作者 · 2014-8-2 11:05

chunyang 发表于 2014-8-1 18:05
只要检测到高于背景噪声且频谱相同的信号就可以认为是回波。

声源是电火花声源，他不是标准信号，它的频谱范围比宽，我试过经过一个带通滤波器，把某一固定频率的信号留下来，然后用阀值检测，但是还是不行，好像温度变化时频率发生变化了

只看该作者 · 2014-8-2 11:08

nethopper 发表于 2014-8-1 21:42
老兄，你这个意见没错，但楼主这个东东是否是普通那种声纳测长距就不清楚了。你若仔细看看，就会发现他采 ...

请问是用整个波形自相关还是把波形中的原波和回波拿出来自相关，整个波形自相关我试过，我没找到规律，

1万 · 2014-8-2 11:29

发送波形没有规律，以波形识别较困难。是否可以识别帧间隔，就是说以两个帧头的时间距离来识别回波。

只看该作者 · 2014-8-2 12:50

采样频率是多少？

只看该作者 · 2014-8-2 12:59

wu_npu 发表于 2014-8-2 12:50
采样频率是多少？

采样频率是1MHz

求高手赐教！解决声呐测距算法问题！

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