Обработка ультразвукового сигнала

Ответить

Ruslan1 17

3 ноября, 2020

Опубликовано 3 ноября, 2020 · Жалоба

Все настолько плохо, что обычные "старинные" методы не подходят?

Там всего-то нужно выделить пик, который пришел через какое-то время после отклика, ну и измерить время до него. Как правило, известно в какой временной промежуток после передачи попадает этот ответ, вот в этом окне и нужно искать пик, или пики (если их несколько). Это нормально работало в дефектоскопии металлов. Проблемы были с настройкой уровня в аналоговых компараторах, но в случае цифровой обработки это не такая уж и проблема.

Но перво-наперво Вам нужна математическая модель того, что Вы будете делать.

1. Оцифруйте реальный сигнал и сохраните его в виде файла (файлов), желательно в разных условиях (чистый, зашумленный, разные образцы...)

2. Данный файл обрабатывайте до посинения (или до получения нужного результата) на компьютере в любой удобной среде (например, Матлаб). Фильтруйте, преобразовывайте, и вообще делайте все допустимое в рамках уголовного кодекса.

3. Замените встренные функции Матлаба своими, используя библиотеки не сложнее, чем у Вас на STM32 есть.

4. Скопируйте получившийся m-скрипт в STM32, подкорректировав его под Ваш язык и библиотеки, и на вход подайте тот же файл данных. Этап завершен, когда Ваша программа на STM32 показывает те же результаты как Матлаб.

5. Попробуйте с реальными сигналами. Если что-то не так- идем на пункт 1.

6. Все. Пропиваем полученную премию или покупаем жене бентли (зависит от).

Кстати: очень помогает, если в рабочей версии прибора сохранить возможность записи сырых входных данных АЦП в файл (пусть в спецрежиме). Это очень помогает, когда проблема возникет в поле или на другом конце шарика- просто просите прислать файл, и в теплом офисе, на компьютере, смотрите что не так. Иногда это требует мизерных дополнительных затрат на этапе проектирования/производства, но окупается после первого же использования.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

SII 0

3 ноября, 2020

Опубликовано 3 ноября, 2020 · Жалоба

Что надо сделать захват и сохранение данных для издевательств над ними -- это очевидно, и вопрос не в этом был. Так что пока что начал читать умные книжки (в данном случае начал с "Цифровой обработки сигналов" Р. Лайонса из закромов), чтоб хоть что-то начать в теме понимать.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

Serhiy_UA 1

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

On 10/25/2020 at 7:46 PM, SII said:

Передо мной стоит задача программно обработать принимаемый ультразвуковой сигнал и выделить в нём "наблюдаемые" объекты

Обратите еще внимание на методы обработки на основе нейронных сетей, сейчас это становится модным.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

Ruslan1 17

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

11 hours ago, SII said:

Что надо сделать захват и сохранение данных для издевательств над ними -- это очевидно, и вопрос не в этом был. Так что пока что начал читать умные книжки (в данном случае начал с "Цифровой обработки сигналов" Р. Лайонса из закромов), чтоб хоть что-то начать в теме понимать.

Проблема в том, что полный курс ЦОС в данном случае не нужен, а нужно только некоторые методы из него. И если нужен результат, а не процесс- то лучше идти от частного к общему, а не наоборот.

Я бы советовал почитать сначала более прикладную литературу, именно в той области в которой Ваш прибор работать будет. И оттуда понять, какие именно методы обработки нужно применять. Очень часто велосипед уже изобретен, и требуется просто собрать его на доступной в данном случае базе.

Например, если это в любимой мной области ультразвуковой дефектоскопии- так там умных книжек уйма, и с советских времен формулы не поменялись. Поменялись только вычислительные мощности. Уверен, что и в любой другой области так же.

Ну и, конечно, провести обзор существующих решений- очень помогает понять, кто чего достиг и за какие деньги это решение продается в виде готового прибора. Как правило, идея "все дураки, а я за пять копеек и два дня лучше сделаю", не работает.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

Skryppy 1

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

Если у вас частота сигнала не меняется, то вместо бпф и фильтров можно использовать алгоритм Герцеля - т.е. фильтр настроенный на одну конкретную частоту, обычно выполняется в виде бих фильтра, у Лайонса пример в книге есть.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

HardEgor 90

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

26.10.2020 в 03:58, SII сказал:

Канал один-единственный: и излучатель, и датчик -- керамическая (?) пластина в единственном числе. Причём, сильно подозреваю, само подключение неправильное: у неё один конец сидит на земле, а другой сначала качают (два транзистора дёргают первичную обмотку трансформатора, вторичная -- на пластину), а потом принимают с него сигнал, который дальше идёт на усилитель и оттуда на АЦП. Лично мне кажется, что датчик к земле подключаться не должен (думаю, правильней оба конца датчика -- на вторичку трансформатора для излучения и на входы дифференциального усилителя при приёме или что-то в этом роде), но что дали, то дали...

Непонятно, вы сами формируете сигнал возбуждения(частоту и огибающую) излучателя или он на собственной частоте импульсом возбуждается? (Что значит "два транзистора дёргают" ?)

И непонятно - излучатель и приемник отдельные пластины?

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

Ruslan1 17

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

17 hours ago, SII said:

Что надо сделать захват и сохранение данных для издевательств над ними -- это очевидно, и вопрос не в этом был. Так что пока что начал читать умные книжки (в данном случае начал с "Цифровой обработки сигналов" Р. Лайонса из закромов), чтоб хоть что-то начать в теме понимать.

Кстати, покажите сигнал (результат АЦП). Думаю, многие вопросы просто отпадут. Еще можно до кучи выложить файл с данными (типа csv) для этой же картинки.

Цитата

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение

Поделиться на другие сайты

Skryppy 1

4 ноября, 2020

Опубликовано 4 ноября, 2020 · Жалоба

Набросал простенькую модель обнаружителя с КИХ фильтром и с переносом в 0 ПЧ (матлаб r2020a). Поиграйтесь, посмотрите графики. (Для ленивых - из матлаба можно сгенерировать с++ код).

forum_echo_r2020a.slx