針對(duì)現(xiàn)階段獲取積雪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題,根據(jù)超聲回波信號(hào)特征并結(jié)合建模方法和現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),提出一種積雪超聲回波信號(hào)的自適應(yīng)濾波建模方法,利用包絡(luò)檢波算法和曲線擬合對(duì)回波信號(hào)包絡(luò)中的確定性信號(hào)進(jìn)行擬合并結(jié)合自適應(yīng)濾波算法,在誤差信號(hào)的反饋下通過(guò)迭代使輸入信號(hào)逼近參考信號(hào),改變輸入信號(hào)幅值和頻率也可以穩(wěn)定地收斂。通過(guò)這種方法可以合成積雪回波信號(hào),準(zhǔn)確描述雪蓋的層理結(jié)構(gòu),有效地降低了噪聲干擾,擬合匹配度得到提高。

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【部分圖文】：

圖1單輸入自適應(yīng)線性組合器

自適應(yīng)濾波器可以分為兩種類型有限脈沖響應(yīng)(FiniteImpulseResponse,FIR)濾波器和無(wú)限脈沖響應(yīng)(InfiniteImpulseResponse,IIR)濾波器。但I(xiàn)IR數(shù)字濾波器與FIR相比,穩(wěn)定性差,算法復(fù)雜度高且實(shí)現(xiàn)困難,所以論文采用的FIR數(shù)....

圖2原始回波信號(hào)

本實(shí)驗(yàn)是利用STM32F407產(chǎn)生頻率為40Khz的PWM(PulseWidthModulation)波,再經(jīng)過(guò)乙類推挽功率放大電路和濾波電路產(chǎn)生40kHz的正弦波。將探頭固定在離地一段距離的位置正對(duì)地面并在地上鋪上一層積雪,考慮到探頭開(kāi)角的問(wèn)題,積雪的面積和厚度盡可能大。當(dāng)....

圖3回波信號(hào)局部放大

STM32負(fù)責(zé)采樣的引腳工作電壓范圍是0-3.3V,外圍電路在把回波信號(hào)輸入到引腳之前會(huì)將電壓整體抬高以滿足STM32引腳的工作要求,然后對(duì)采樣得到的序列作零均值化處理。由于積雪距離探頭比較近,采樣點(diǎn)數(shù)比較多,導(dǎo)致目標(biāo)回波信號(hào)峰值比較靠前,需要擬合的數(shù)據(jù)如圖3所示:進(jìn)行數(shù)次實(shí)驗(yàn)采....

圖4擬合曲線

進(jìn)行數(shù)次實(shí)驗(yàn)采集多組數(shù)據(jù),對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行相消去噪。高斯噪聲與目標(biāo)信號(hào)的差值會(huì)隨著疊加次數(shù)增加而變大。對(duì)疊加后的信號(hào)數(shù)據(jù)取算術(shù)平均,同時(shí)把明顯偏離的孤點(diǎn)剔除,通過(guò)這種方式可以初步把高斯噪聲對(duì)建模的影響盡可能降低。然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波,提取低頻信號(hào)分量對(duì)其擬合。根據(jù)包絡(luò)變化的大致趨....

本文編號(hào)：3918697