30. Detectare cu Sonar
Lindsay Kleeman, Roman Kuc
Lindsay Kleeman, Roman Kuc
Sonarul sau detectarea cu ultrasunete utilizează propagarea energiei acustice la frecvențe mai înalte decât auzul normal pentru a extrage informații din mediul înconjurător. Acest capitol prezintă elementele fundamentale și fizica detectării cu sonar pentru localizare obiectului, măsurarea și clasificarea punctelor de reper în aplicații robotice. Sursa vestigiilor sonarului sunt explicate și cum pot fi ele tratate. Diferite tehnologii de traductoare cu ultrasunete sunt conturate cu principalele lor caracteristici evidențiate.
Sunt descrise sistemele sonare care variază în sofisticare de la module bazate pe praguri cu costuri reduse la configurații multipuls multitraductor cu cerințe de procesarea semnalului asociate capabile de o gamă exactă și măsurarea direcției, rejectarea interferențelor, compensarea mișcării și clasificarea țintei. Sunt introduse sistemele modulate în frecvență cu transmisie continuă (CTFM) și se discută capacitatea lor de a îmbunătăți sensibilitatea țintă în prezența zgomotul. Diverse modele de inel sonar care asigură o acoperire rapidă a mediului înconjurător sunt descrise împreună cu maparea rezultatelor. În cele din urmă, capitolul se încheie cu o discuție a sonarului biomimetic, care se inspiră de la animale precum liliecii și delfinii.
30.1 Principiile sonarului
30.2 Modelul fasciculului sonar
30.3 Viteza sunetului
30.4 Forme de undă
30.5 Tehnologii pentru traductoare
30.5.1 Electrostatic
30.5.2 Piezoelectric
30.5.3 MEMS
30.6 Modele de obiecte reflectante
30.7 Artefacte
30.8 Determinarea distanței cu TOF
30.9 Codarea formei de undă Echo
30.10 Procesarea formei de undă Echo
30.10.1 Ranging și impulsuri cu lățime de bandă largă
30.10.2 Estimarea direcției
30.11 Sonar CTFM
30.11.1 Codificare transmisie CTFM
30.11.2 Estimare TOF CTFM
30.11.3 Range Discriminarea și Rezoluția de gamă CTFM
30.11.4 Compararea CTFM și Sonar Pulse-Echo
30.11.5 Aplicații CTFM
30.12 Sonar Multipuls
30.12.1 Rejectarea interferenței
30.12.2 Clasificarea țintei din mers
30.13 Inele și matrice sonare
30.13.1 Inele de modul variind simplu
30.13.2 Inele avansate
30.13.3 Inele sonar cu Procesare hardware FPGA
30.13.4 Inel sonar cu dublă rată de reîmprospătare
30.13.5 Matrice 3-D dispersată
30.14 Efecte de mișcare
30.14.1 Observarea în mișcare a unui plan.
30.14.2 Observarea deplasării unui colț
30.14.3 Observarea în mișcare a unei muchii
30.14.4 Efectul unei mișcări
Observație asupra unghiului de recepție
30.14.5 Mișcarea planului, a colțului și a muchiei
Observarea unghiurilor de sosire
30.15 Sonare biomimetice
30.16 Concluzii
30.17 Referințe video
30.18 Referințe