实时主动声定位系统设计*

针对在军事演习或爆炸实验中对冲击波超压传感器位置的精确定位,设计了一种实时主动声定位系统。该系统由声信号发射系统、声信号接收处理系统和无线监控终端系统三部分组成。声信号发射系统与无线监控终端以单片机STC12C5A60S2作为核心控制器,接收处理系统以ARM9系列的S3C2440作为核心控制器。发射系统发射四种已知频率的声信号,接收处理系统接收并处理收到的四种声信号,然后把处理结果反馈到无线监控终端。通过实验表明,该系统在一定条件下,能够稳定地发射、接收并处理声信号,达到实时定位目标,并在200 m范围内将定位误差控制在厘米级内。     

基于实时主动声定位的快速测频算法

针对爆炸试验中冲击波超压传感器位置定位的问题,采用陆上实时主动声定位系统对爆炸试验中冲击波超压传感器位置进行定位。系统中对主动发出声信号频率为已知特定几种频率之一的单频信号的快速实时频率检测,提出了一种快速频率检测算法。算法充分利用信号频率为已知特定几种频率之一这一特定条件,并结合离散时间傅里叶变换(DTFT)与离散傅里叶变换(DFT)的关系以及帕塞瓦尔定理,得出快速频率检测的表达式。经实验验证和计算分析,算法检测频率精准可靠,计算量比其他快速测频算法小得多,更适用于军事紧急状态下陆上实时主动声定位中主动发声和实时定位条件下的快速测频。     

一种基于EKF的弹丸最优速度预测算法

弹丸运动速度的高精度测量是测量弹丸膛内其他运行参数的基础.采用极值法测量弹丸运动速度时,传统的做法是直接对解算出的速度信息进行数据拟合,用拟合结果去描述弹丸速度信息,这样做在一些工程应用中虽然能达到技术指标,但误差还是较大.提出基于扩展卡尔曼滤波的预测算法,对极值法解算出的弹丸速度信息进行最优预测,进一步提高了弹丸速度的测量精度.通过实测信号进行验证分析,弹丸速度的测量值更加逼近理论值,误差更小,方法具有工程应用价值.