基于DSP的實時互相關(guān)測速系統(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)相關(guān)測速原理，利用相關(guān)差值法的信號處理方法，設(shè)計一種基于DSP的非接觸式智能實時測速系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模擬電路對紅外傳感器采集的模擬信號進(jìn)行處理，利用DSP強大數(shù)據(jù)處理能力實現(xiàn)對信號數(shù)字化采集、運算處理和結(jié)果顯示等功能。實驗測試結(jié)果表明，系統(tǒng)測量誤差較小，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，抗干擾性強，測速范圍較寬。
　　以往，速度測量系統(tǒng)普遍采用單片機和轉(zhuǎn)速傳感器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性較差。針對這一缺點［1］，本系統(tǒng)利用信息相關(guān)理論結(jié)合電子技術(shù)來設(shè)計和開發(fā)測速裝置，可實現(xiàn)對任何運動物體速度的非接觸式測量，具有測量精度高、裝置電路簡單、成本低以及智能化等特點，因此可在汽車測速、產(chǎn)品檢測線測速和管道流量檢測等許多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用［2］。
　　1 測速原理
　　應(yīng)用信息相關(guān)理論來測量物體運動速度的基本原理是：物體運動過程中，物體同一位置上的信息在不同時間依然保持相同的特性。通過在某時間內(nèi)，利用對固定位置上的兩個信息采集點進(jìn)行連續(xù)采集，所采集到的兩組信號具有相關(guān)特性［3］。對兩組信號進(jìn)行相關(guān)運算，即可找出兩組采集信號的時間間隔，從而計算出該物體運動速度［4］。沿車輛運動速度方向，在車輛底部相隔一定距離安裝兩個傳感器Y1和Y2， 如圖1所示。通過Y1、Y2獲得車輛運動相對地面表面的特征信號Y1（t）和Y2（t），如圖2所示。
　　
　　在上游傳感器Y1和下游傳感器Y2之間距離比較小的情況下（一般小于30 cm），可以近似認(rèn)為車輛在D距離區(qū)間內(nèi)勻速行駛?；ハ嚓P(guān)信號Y1（t）和Y2（t）之間僅僅是一個運動車輛同樣的一點，通過上游傳感器Y1和通過下游傳感器Y2的時間延時δ（t），稱為“渡越時間”。通過互相關(guān)算法即可求得渡越時間δ（t），從而獲得目標(biāo)車輛運動速度：