測(cè)高聲吶數(shù)據(jù)采集及處理方法的研究.pdf

1、水壩隱患探測(cè)是預(yù)防潰壩的一道重要防線。人員下潛探測(cè)有很大的局限性,因此水下機(jī)器人成為水下探測(cè)的一個(gè)趨勢(shì)。測(cè)高聲吶是水下機(jī)器人的一個(gè)重要的傳感裝置,通過測(cè)量水下機(jī)器人距離水底的高度,來協(xié)助控制人員操作水下機(jī)器人,防止其觸底損壞或陷入淤泥中。同時(shí),測(cè)高聲吶也為堤壩隱患的位置提供一定的參考信息。此前的測(cè)高聲吶控制及處理芯片較多,成本高,體積大。本論文旨在以FPGA為唯一控制和處理芯片,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)新型測(cè)高聲吶系統(tǒng)。
　　論文中,首先分

2、析了水下噪聲和常用聲吶信號(hào)源的特性,并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定了信號(hào)源方案;同時(shí)通過對(duì)微弱信號(hào)處理方法的研究,確定了回波信號(hào)的處理方法。然后對(duì)信號(hào)源特性及互相關(guān)算法做了MATLAB仿真,以驗(yàn)證方案的可行性。在回波信號(hào)采集及處理過程中,首先通過硬件電路對(duì)采集信號(hào)濾波和放大,初步提高回波信號(hào)的信噪比;然后通過FPGA做數(shù)字信號(hào)處理,包括對(duì)噪聲閾值的自適應(yīng)采集和采集信號(hào)與源信號(hào)的互相關(guān)運(yùn)算,最終確定回波信號(hào)的返回時(shí)刻,并計(jì)算出相應(yīng)的距離值,以串口發(fā)送