正過來，倒過去

有參加智能車競賽的同學(xué)提議，信標(biāo)組發(fā)送的聲音導(dǎo)航信號不要中間的間隔，這樣可以使得聲音測量速度提高一倍。這的確是一個很好的想法。

今天收到北京科技大學(xué)佟超發(fā)送過來的合成Chirp定位信號。他巧妙的將Chirp信號反褶過來填充在原來定義的0.2048空閑區(qū)間，這樣聽起來就有意思了。

下面是連續(xù)正反播放的Chirp信號波形。

使用python中numpy的spectrum繪制的信號的時頻聯(lián)合分布圖，可也稱清楚看到信號的頻率在上下波動。

根據(jù)同學(xué)們的建議，將Chirp信號連續(xù)起來的確可以提高導(dǎo)航信號發(fā)送的速率，使得信標(biāo)比賽的車模運行更加平順。

由于導(dǎo)航聲音連續(xù)，所以在接受信號的時候，可以不用管聲音的起始位置，只要能夠接收到0.2048秒，就基本上可以保證一幀的數(shù)據(jù)。但是使用上面左右翻轉(zhuǎn)拼接的Chirp信號，如果僅僅取0.2048秒的數(shù)據(jù)，那么隨著不同位置，信號的波形還是有很大的區(qū)別的。如下面動圖所示。

有的時候，數(shù)據(jù)高頻比較多，有的時候信號中的低頻比較多。這就是的該信號用于定位的時候，效果不一樣。

下面分別將不同起始位一幀0.2048秒信號的自相關(guān)的波形繪制如下動圖：

使用自相關(guān)來確定聲音的延時，為了獲得更加精確地數(shù)值，需要自相關(guān)的峰值比起它周圍的信號要高很多才行。下面顯示了不同起始位置信號自相關(guān)核心位置波形變化?？梢钥吹诫S著選取信號起始點不同，自相關(guān)的峰值與周圍信號的大小比例還是變化很大的。

如果不使用反褶Chirp信號去填補原來空閑的信號，而是直接將Chirp信號，不經(jīng)過反褶，直接重復(fù)填充。這樣在0.2048秒內(nèi)的波形，無論起始點是哪個時刻，它所包含的高頻、低頻波形都是相同的，只是位置不同。但這不影響信號的自相關(guān)的結(jié)果。

下面給出了不同起始位置，重復(fù)Chirp信號自相關(guān)的波形，可以看到信號的自相關(guān)變化不大。

放大自相關(guān)核心波形，可以看到它的峰值基本上保持不變。

如果還是按照以前的有間斷的Chirp信號，那么隨著采集的起始位置不同，信號的自行關(guān)會發(fā)生很大的變化。這就是的位置判斷變得不太可靠。

因此，為了使得信號采集的起始位置不影響自相關(guān)信號波形，進(jìn)而使得測量聲音延時變的可靠，那么只要保證采集的時間為0.4096，也就是連續(xù)采集兩幀的數(shù)據(jù)即可。

下面顯示了三種Chirp信號波形（斷續(xù)波形、重復(fù)波形、正反波形）下，連續(xù)采集0.4096秒的數(shù)據(jù)自行關(guān)波形?？梢钥吹阶韵嚓P(guān)信號的波形基本上保持一致。

下面是將重復(fù)Chirp信號與反褶Chirp信號在不同起始位置下自相關(guān)核心波形的對比?？梢钥吹剿麄兓旧媳３忠恢?。

采集連續(xù)兩幀的聲音數(shù)據(jù)不僅可以保證自相關(guān)信號特性不變，同時也提高自相關(guān)信號的信噪比。但這也將前面所提到測量數(shù)據(jù)更新速率有降一倍。

因此，為了提高測量速率，除了使用重復(fù)Chirp信號之外，還可通過使用先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)隊列（保存0.4096秒的數(shù)據(jù)）來存儲采集數(shù)據(jù)，這樣就可以在任意時間點，通過相關(guān)運算來確定聲音信號的延遲了。