Wyznaczanie kierunki przylotu sygnału z zastosowaniem metody pośredniej detekcji fazy

• Autorzy: Kreczmer Bogdan

Warianty tytułu

EN

Determination of the signal arrival direction using the indirect phase detection method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym referacie przedstawiono metodę wyznaczania kierunku przylotu sygnału ultradźwiękowego. Omówiony został problem niejednoznacznych rozwiązań w przypadku, gdy odbiorniki są oddalone od siebie bardziej niż o pół długości fali emitowanego sygnału. Przedstawiono sposób rozwiązania tego problemu. Opisano również wpływ geometrii rozmieszczenia odbiorników na błąd wyznaczanie współrzędnych wektora kierunku przylotu sygnału. Przedstawiono ponadto wyniki symulacji, które pozwoliły ocenić odporność układu pomiarowego na błędy pomiaru czasu przelotu i oszacować ich górną akceptowalną wartość.

EN

This paper presents a method of determining the direction of ultrasonic signal arrival. The problem of ambiguous solutions in the case when the receivers are more distant from each other than by half the wavelength of the emitted signal is discussed. The method od solving this problem is presented. The influence of the geometry of the arrangement of receivers on the error in determining the coordinates of the signal arrival direction vector was also described. The simulation results are also presented. They allowed to assess the resistance of the measuring system to errors in time of flight measurement and to estimate their upper acceptable limit.

Słowa kluczowe

PL

systemy wizyjne; systemy sensoryczne; sygnał; metoda pośrednia; detekcja fazy

EN

vision systems; sensory system; signal; indirect method; phase detection

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2022
• Tom: z. 197, t. 2
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Bibliogr.14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kreczmer Bogdan

• Katedra Cybernetyki i Robotyki Wydziału Elektroniki, Fotoniki i mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• 1. Mateusz Cholewiński et al. Malaga minimodule. Raport instytutowy I06/2013/S-013, Inst. Inform. Autom. Robot. Politechniki Wrocławskiej, Grudzień, 2013.
• 2. Marek Kabała, Marek Wnuk. Moduł z mikrokontrolerem MC9S12A64. Raport instytutowy SPR nr 11/2005, Inst. Inform. Autom. Robot. Politechniki Wrocławskiej, Grudzień, 2005.
• 3. R. Kerstens, D. Laurijssen, J. Steckel. eRTIS: A fully embedded real time 3D imaging sonar sensor for robotic applications. In: 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Proceedings, Maj, 2019, s. 1438-1443.
• 4. M.O. Khyam et al. Highly accurate time-of-flight measurement technique based on phase-correlation for ultrasonic ranging. IEEE Sensors Journal, Styczeń, 2017, wolumen 17, num,er 2, s. 434-443.
• 5. Bogdan Kreczmer. Estimation of the azimuth angle of the arrival direction for an ultrasonic signal by using indirect determination of the phase shift. Archives of Acoustics, 2019, wolumen 44, numer 3.
• 6. R. Roy, T. Kailath. ESPRIT – estimation of signal parameters via totational invariance techniques. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Lipiec, 1989, wolumen 37, numer 7, s. 984-995.
• 7. R. Roy, A. Paulraj, T. Kailath. Direction-of-arrival estimation by subspace invariance rotation methods – ESPRIT’. In: ICASSP’86 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. Proceedings, Kwiecień, 1986. Wolumen 11, s. 2495-2498.
• 8. R. Schmidt. Multiple emitter location and signal parameter estimation. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Marzec, 1986, wolumen 34, numer 3, s. 276-280.
• 9. G. Schouten, J. Steckel. Radarslam: Biomimetic slam using ultra-wideband pulse-echo radar. In: 2017 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN). Proceedings, Wrzesień, 2017, s. 1-8.
• 10. J. Steckel, H. Peremans. Spatial sampling strategy for a 3D sonar sensor supporting BatSLAM. In: 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). Proceedings, Wrzesień, 2015, s. 723-728.
• 11. H.L. Van Trees. Optimum Array Processing: Part IV of Detection, Estimation, and Modulation. Detection, Estimation, and Modulation Theory. Wiley 2004.
• 12. Thomas Verellen, Robin Kerstens, Jan Steckel. High-resolution ultrasound sensing for robotics using dense microphone arrays. IEEE Access, 2020, wolumen 8, s. 190083-190093.
• 13. D. Zhang et al. Improved DOA estimation algorithm for co-prime linear arrays using root-MUSIC algorithm. Electronic Letters, 2017, wolumen 53, numer 18, s. 1277-1279.
• 14. Chengwei Zhou et al. DECOM: DOA estimation with combined MUSIC for coprime array. In: 2013 International Conference on Wireless Communications and Signal Processing. Processing, Październik, 2013, s. 1-5.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).