【摘要】：在靶場(chǎng)等兵器試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行彈藥當(dāng)量測(cè)試、炸點(diǎn)定位或者毀傷效果評(píng)估測(cè)試時(shí),經(jīng)常需要布設(shè)大量傳感器采集相關(guān)信號(hào),包括沖擊波壓力傳感器、破片測(cè)速探頭等。而傳感器位置的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)有著重要作用。對(duì)于數(shù)目眾多的傳感器,采用卷尺或者其他測(cè)距儀器輪流測(cè)量位置坐標(biāo),顯然不利于工作效率的提高。尤其是當(dāng)待定位的目標(biāo)處于漂浮、飄動(dòng)條件下時(shí),這種方法顯然不能夠滿足實(shí)時(shí)位置測(cè)量的要求。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出了一種聲學(xué)定位解決方案,并重點(diǎn)研究了系統(tǒng)中的聲發(fā)射與接收技術(shù)。論文采用的時(shí)延估計(jì)法是目前聲定位技術(shù)中普遍采用的一種方法,其基本原理是通過(guò)傳聲器接收基站陣列發(fā)出的聲信號(hào),由于不同位置基站發(fā)出的聲波到達(dá)傳聲器所經(jīng)過(guò)的路徑不同,傳聲器接收的信號(hào)之間存在一定時(shí)間差即時(shí)延。若能精確測(cè)量該時(shí)延,再根據(jù)特定的算法,即可估計(jì)出傳聲器的空間位置。聲定位系統(tǒng)由聲發(fā)射單元、聲接收單元以及上位機(jī)組成。本文通過(guò)大量實(shí)驗(yàn),在基于離散傅里葉變換的信號(hào)識(shí)別算法理論基礎(chǔ)上,確定了聲信號(hào)頻分編碼方式,并利用STC12C5A60S2單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了不同頻率組合聲信號(hào)的編碼;根據(jù)相關(guān)聲學(xué)理論,結(jié)合實(shí)際性能測(cè)試,完成了發(fā)射單元中功率放大器以及聲換能器的選型;采用AS13-TTL無(wú)線串口模塊完成了基站與上位機(jī)間的無(wú)線通信,編寫(xiě)了上位機(jī)顯示控制軟件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)聲發(fā)射基站的無(wú)線控制,包括遠(yuǎn)程的聲信號(hào)編碼。此外,針對(duì)聲定位的特定條件,采用對(duì)數(shù)放大電路和四階帶通濾波器設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)用聲傳感器。該聲傳感器擁有較大的動(dòng)態(tài)范圍,聲壓級(jí)較大時(shí)能夠維持信號(hào)不削頂失真,聲壓級(jí)較小時(shí)能對(duì)信號(hào)進(jìn)行高倍數(shù)放大,并且對(duì)聲信號(hào)頻段外的噪聲有較強(qiáng)的抑制效果,能夠滿足聲定位實(shí)際需求。最后,對(duì)聲發(fā)射和聲接收單元進(jìn)行了室外試驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)的基本功能,滿足了設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TJ06

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本文編號(hào)：2735937