一种集测距、定位、雷达多种功能于一身的模块

2016-06-24 16:05:11 sophie

一种集测距、定位、雷达多种功能于一身的模块

PulsOn 440模块(简称P440)是一种波段在3.1G到4.8GHz之间的超宽带无线收发器,它可以实现如下功能:

 

一种集测距、定位、雷达多种功能于一身的模块

采用双向飞行时间(TW-TOF)方式在2个或者2个以上的模块之间进行测距,测量准确度可达2cm,刷新率最高为125Hz 。可以在两个或多个模块之间实现通信。

 

可作为单基地雷达,双基地雷达或者多基地雷达工作。可同时执行以上四种功能。发射功率极小(~50uW)。

 

具备用优化双向飞行时间测距的组网功能,网络测距可以采用ALOHA(随机)或者TDMA(时分多址)协议。

 

支持多达11个独立信道,因此可以实现CDMA组网。可以加入更多信道。

 

P440硬件设计的运行要求完全符合所有工业级温度范围(-40℃至85℃),同时也可在晃动或者高频震动的环境中运行。

 

P440是一种相干无线收发器,也就是说每一个发射脉冲的能量可以相加来增加接收信号的信号噪声比。每一次发射脉冲数量翻倍时,接收信号的信噪比也会翻倍(大约增加3dB),其代价是完成整个信号的的传输时间也随之加倍。发射强度并没有增加,但更多发射脉冲的能量被相加起来,改善了接收性能。上述原理适用于任何发射,包括测距,雷达以及通信。

 

用户可以通过USB、串口、SPI、网口或者CAN等方式连接模块,通过下达API指令控制和监测模块的工作。USB驱动程序支持Windows Vista 32/64、Windows7 32/64以及Windows 8 32/64系统以及Windows10操作系统。Unix和OSX系统不需要一个专门的USB驱动程序。P440会自动显示为一个串行设备。

 

API提供了所有用户用于设计可操作多个模块组成的雷达传感器或者测距射频网络的指令和功能。

 

为了协助用户展示P440在作为测距模块或者雷达传感器时的性能,Time Domain提供了基于PC端的可以运行所有API指令的用户图形界面(GUIs),还可实现如下功能:

 

为编程人员列举一个可视化的、应用主机使用API指令和P440通信的示例软件。让用户评估模块的测距通信性能。让用户通过使用运动滤波、检测处理器的例子以及原始数据与经处理的雷达扫描数据的图形显示来评估模块的雷达性能。让系统分析人员观察、采集并记录下原始的测距数据或者雷达数据,以方便其针对项目开发优化算法。让用户搭建一个多个P440测距传感器的网络。

 

Time Domain同时提供用C语言和MATLAB编写的两种示例代码,用来演示模块的接口和性能。编程人员可以从用户图形界面和示例程序学习如何使用API和P440交互,然后根据自己应用的需要编写应用程序。

 

这个技术已经被广泛运用,以下仅列举部分案例:

 

轨道车辆安全距离实时显示

 

让机器人在自动跟随时和引导者保持安全距离,为机器人提供位置信息

 

无人机飞行导航

 

一种集测距、定位、雷达多种功能于一身的模块

在隧道内和矿井下精确定位车辆

 

精确测量条形结构的长度

 

精确测量大楼内特殊(或贵重)物体的位置

跟踪工厂内叉车等


可用于博士论文或者博士后论文的研究项目

 

可用于本科阶段在射频、雷达以及信号处理等领域的教学工作