PDF《P440 模块用户手册》

3 种测距方 式,本章节将会讨论它们.然而测距采用的方式没有获取基本数据的技术重要. P440 用很多接收器将接收信号数字化,产生接收数据的波形图.这类波形图的 采样率为 61ps,是尼奎斯特速率的两倍(如图

1 所举的案例). 北京华星北斗智控技术有限公司

7 图1:一个典型的接收波形:信号幅度(相对强度)对 应于时间(61ps 增量) 这个特点很有用,原因如下: ・过采样可以对数据作关联处理,以得到可靠的亚厘米级的测距估值. ・通过分析获取波形的形状,可以得到信道的重要特征,比如(a)判断信 号是否为视距(LOS)传播,(b)确定信号是否被压缩,(c)判断受损信号是 受多径效应还是菲涅尔效应影响,这个在图

2 中会有描述. ・可以测量第一个到达脉冲的信号强度,而不是最大的多径信号的强度. ・可以测量背景噪声的水平,结合信号强度的测量,可以得到接收信号的信 噪比等相关数据 ・可以获取接收波形特性,给出估算测距的误差估值. 图2:在不同环境下以 61ps 间隔(2 倍奈奎斯特速率)捕获的接收波形 北京华星北斗智控技术有限公司

8 这个基本功能可以形成如下三种测距类型: 精确测距(PRM):该类型使用 TW-TOF(双向飞行时间)测距技术,通常具 有高精度, 同时也会有距离误差范围以及潜在误差的警告标志.用户可以根据提 供的测距误差范围估值启动卡曼滤波,也可以通过警告功能滤除非精确数值. 粗略距离估计(CRE):该类型类似于 RSSI(接收信号强度指数)距离估算, 由连续波射频测距系统产生, 这种系统把接收信号的强度和距离联系起来. 当然, 两者也有两个不同点, 首先, 这里所讲的信号强度是基于第一个到达脉冲的强度, 而非整个过程中强度最大的那个, 这确保了系统不会使用结构多径效应导致的较 强信号来计算距离从而导致错误数值;

其次,这类信号强度是基于上一次成功测 距的 PRM 数值自动校准过的. 最新回声距离(ELR):这是一种系统中在另外两个模块之间精确测距 PRM 数据.换句话说,每当一个模块取得 PRM 时,它会将上一次的测量数据广播给区 域内其它模块.例如,如果 A 模块测量了它与 B 模块之间的距离,当它启动与其 它模块的测距行为时,它还会将这个测量结果报告给 C、D、E 模块......这也是 一种替代性的通过系统自动发布距离信息的方法. 最后,P440 通过 API 指令为主机处理器提供可用的测距值,误差标志,距离 误差估值,信号强度,背景噪声以及波形信息. RangeNet 的GUI 能够执行每一条 API 指令,从而允许用户进行配置模块和 测距等操作.该GUI 另外还加入了更高层次的系统软件性能,具体如下: ・捕捉波形并将其展示于屏幕上,同时能够记录并保存至硬盘中.图3展示 了一个 GUI 显示的代表性波形. ・测距请求可以是单次的,可以是固定次数的,也可以是连续不断的. ・展示接收信号强度、噪音强度以及信噪比. ・当所读数据不可靠时,会显示一个有质量标准的警告. ・可以计算性能统计数据.例如,如果用户发出了有限次数的测距请求,那么GUI 可以计算出测距成功率、测距均值、测距标准差、平均信噪比以及信噪比 的标准差. 这些统计数据有助于用户决定系统工作质量.系统也可以根据质量标 准对接收数据进行过滤,提供相同的统计数据. ・判断区域内是否存在干扰源. ・可以对一个给定的连接进行校准,从而步补偿原测量中固有的偏差. ・允许客户快速进入并发送数据. ・允许客户接收并显示数据. ・可以记录下 P440 与主机之间的所有的交换数据. ・ 当某个模块在区域内没有直接参与其他模块之间的测距时,通过该........