应用伪随机码的超声波测距系统

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1、奎堕望三查堂堡主堂垡笙塞一—____——_—————————-—●________———-—————_————————————————一一应用伪随机码的超声波测距系统摘要超声波测距技术是一种有源非接触性测距技术。是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性(纵波)，通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离，从而得到障碍物的距离。随着超声波测距仪在日常生活中的广泛应用，人们逐渐发现这些超声波测距仪存在着严重缺陷：(1)有效作用距离比较短，而靠提高发射功率来增加又是很有限的；(2)测距精度主要取决于回波信号的信噪比，在一定信嗓比情况

2、下，仅靠增加前级放大电路的增益来改善{574量精度也是非常有限的。为了解决上述问题，我们研制了基于伪随机码调制的超声波测距。伪随机二进制序列PRBS(也称作为伪随机二进制信号)是周期性的二进制序列。它与白噪声有相似的特性。最大长度移位寄存器序列(m序列)是PRBS的一种，其自相关函数类似于脉冲函数。它符合测距码必备的条件，因此，它作为测距码是非常适宜的。特别是用～个长周期的伪随机码就可以同时达到克服测距模糊和实现高精度测距的双重目的。本文将伪随机码应用于超声波测距中，解决了超声波测距中存在的测距精度低和测量距离近的问题。充分发挥伪随机码的具有占函数的相关性和DSP芯片特有的反序

3、间接寻址的优点，编写了实现该算法的基于DSP的软件模块，将软件和硬件结合后应用于实际生产过程，使现有超声波测距系统的测量精度从icm提高到O．5cm，测量距离从常见的10m提高到22m。太原理工大学硕士学位论文关键词：超声波测距，伪随机码，DSP，相关函数奎堕望三盔兰堡主堂垒丝塞——[刚TRASONICDISTANCEMEASUREMENTUSEDONPSEUDORANDOMCODEABSTRACTTheultrasonicdistancemeasurementisakindoftecniquethatisnottogetintouchwiththeobject，whichis

4、makeuseoftheultrasonic’sdirectionalspreadingandsolidreflectiongcharacteristicintheair，viareceivingtheoneselfblast．offultrasonicreflectingsignal，accordingtotimedifferencebetweenultrasonicsendingandreceivingandspreadingspeed，computingtospreadthedistance，sogettingtheobject’sdistance．Alongwithth

5、eultrasonicrangefinderiswidelyappliedinthedailylifepeoplegraduallydiscoverstheserangefindersexsittingseriousblemish：(1)Validfunctiondistanceisshort，butdependingonincreasingtheblast—offpowertoincreaseitisverylimited；(2)Themeasurementdistance’saccuracyprimarilyisdecidedbytheSignal—to-Noiseofth

6、eechosignal．AtthecertainSignal-to-Noise，onlydependingonincreasingtheex—classenlargeelectrocircuit’splustoimprovemeasureaccuracyisverylimited．Inordertosolvetheaboveproblems，wedevelopultrasonicrange—finderwhichisbasedonpseudorandomcode．PseudorandombinarysequencePRBS(Nsocalledpseudorandombinary

7、signal)isarowofperiodbinaryseqnence．Ithasthesamecharacteristicwithwhitenoise．Thelongestshiftregistersequence(msequence)isakindofPRBS，itsself-correlationfunctionissimilartothepulsefunction．Itaccordswiththemeasuredistancecode’Snecessarycondition，espe