Статья 7419

Название статьи

ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЛОКАЦИИ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ 

Авторы

Мясникова Нина Владимировна, доктор технических наук, профессор, кафедра автоматики и телемеханики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: genok123@mail.ru
Боряк Сергей Васильевич, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: boosoov@gmail.com
Мясникова Мария Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра ракетно-космического и авиационного приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: urchin_blue@mail.ru 

Индекс УДК

681.5.01, 681.884 

DOI

10.21685/2072-3059-2019-4-7 

Аннотация

Актуальность и цели. Рассмотрены принципы построения системы управления мобильным роботом на основе ультразвуковой системы (УЗС) отслеживания координат, а также методы цифровой обработки сигналов для обнаружения и выделения частотных составляющих. Целью работы является обоснование, выбор и совершенствование существующих алгоритмов обработки сигналов для локации объектов.
Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием среды Matlab, физической модели мобильного робота, ультразвуковой навигационной системы.
Результаты. Сопоставлены инверсные системы, в которых приемники стационарны, а излучатели мобильны, с неинверсными системами, в которых излучатели стационарны, а приемники мобильны. Обоснованы методы цифровой обработки сигналов для задач локации объекта – спектрального, корреляционного и параметрического анализа.
Выводы. Предложенные решения позволяют повысить точность позиционирования мобильного робота по сравнению с относительными системами позиционирования. Обосновано применение алгоритмов Прони и Рутисхаузера для выделения близких частотных составляющих, проведено их сравнение. 

Ключевые слова

алгоритмы, навигация, мобильный робот, параметрический анализ, метод Прони, метод Рутисхаузера 

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Аналитический обзор мирового рынка робототехники 2019, Sberbank Robotics Laboratory // sberbank.ru. – URL: http://www.sberbank.ru/common/img/uploaded/pdf/sberbank_robotics_review_2019_17.07.2019_m.pdf (дата обращения: 07.10.2019).
2. Ультразвуковой GPS // habr.com. – URL: https://habr.com/ru/post/451408/ (дата обращения: 07.10.2019).
3. Qi, J. A robust high-accuracy ultrasound indoor positioning system based on a wireless sensor network / J. Qi, G.-P. Liu // Sensors. – 2017. – Vol. 17. – Р. 2554.
4. Jiang, W. An Indoor Airborne Ultrasonic Wireless Communication Network / Wentao Jiang & William Wright // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. – 2018. – P. 1–1. – DOI 10.1109/TUFFC.2018.2841501.
5. Marpl, S. Digital Spectral Analysis: With Applications, Prentice Hall, Englewood, Cliffs / S. Marpl. – New Jersey, 1987.
6. Der Quotienten-DifferenzenAlgorithmus / Von Heinz Rutishauser. – Basel-Stuttgart : BirkhäuserVerl, 1957. [Mitt. aus dem Inst. fürangewandteMathematik].
7. Пат. 2467385 Российская Федерация. Способ и устройство для аппроксимации сигналов / Цыпин Б. В., Бондаренко Л. Н., Дмитриенко А. Г., Мясникова М. Г. – заявл. 04.08.2011 ; опубл. 20.11.2012. – Бюл. № 32. – 10 с.
8. Экспресс-анализ сигналов в инженерных задачах / Н. В. Мясникова, М. П. Берестень, Б. В. Цыпин, М. Г. Мясникова. – Москва : Физматлит, 2016. – 180 с.
9. Боряк, С. В. Ультразвуковая система навигации мобильных роботов / С. В. Боряк, Н. В. Мясникова // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы : сб. науч. ст. Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. / под ред. Л. Р. Фионовой. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2018. – С. 233–235.
10. Мясникова, Н. В. Ультразвуковая система локации объектов / Н. В. Мясникова, С. В. Боряк, Д. С. Пичейкин // Проблемы автоматизации и управления в технических системах : сб. ст. по материалам XXXIII Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 55-летию образования кафедры «Автоматика и телемеханика» : в 2 т. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2019. – С. 217–219. 

 

Дата создания: 16.12.2019 10:12
Дата обновления: 10.03.2020 15:53