Я собираюсь приступить к небольшому проекту, связанному с трилатерацией, который предназначен для поиска исходной точки звуковой волны с использованием микроконтроллера и нескольких звуковых датчиков.

Я видел матрицы датчиков, расположенные в виде треугольника с равными промежутками, но мне интересно, можно ли добиться точного результата 2D-трилатерации с тремя звуковыми датчиками, выровненными по одной оси? Цель состояла бы в том, чтобы точно определить происхождение звуковой волны на двумерной координатной плоскости и определить координату (x, y) источника, используя разницу во времени прихода.

Кроме того, существует ли датчик определенного типа, который лучше всего подходит для обнаружения сверхзвуковой ударной волны и ударных волн, создаваемых хлопками в ладоши, или один и тот же датчик будет работать для обоих?

Вот известные факты:

  1. Расположение датчиков. Они расположены статично и одинаково отстоят по оси x на (0,0), (0,10) и (0,20).

  2. Скорость распространения звуковой волны.

  3. Для простоты статическое расположение датчиков и источник всех звуков происходит в положительной координатной плоскости или он же квадрант I.

  4. Кроме того, источник импульса должен находиться в границы точек датчика 1 и датчика 2, которые находятся между x (0) и x (20) и y (1) до y (∞).

0
zig zag 7 Янв 2022 в 21:49
Какая сверхзвуковая ударная волна... сферическая или коническая? (С другой стороны, что создает ударную волну?
 – 
Daniel Chisholm
7 Янв 2022 в 22:06
Коническая, как у сверхзвукового самолета. Не то что взрыв.
 – 
zig zag
7 Янв 2022 в 22:15
Хотя, если бы я хотел обнаружить большой метеор в атмосфере, оба могли бы быть полезны. Точно сказать не могу.
 – 
zig zag
7 Янв 2022 в 22:23

1 ответ

Нет. Если датчики коллинеарны, то у вас есть симметрия по отношению к линии, на которой они находятся — вы не можете отличить источник на одной стороне линии от источника на том же расстоянии на противоположной стороне линии.

2
hobbs 7 Янв 2022 в 21:57
Что, если вы разместите их вдоль нижней части 2D-координатной плоскости?
 – 
ocrdu
7 Янв 2022 в 22:00
Эта проблема «почти» такая же, как и с «линейной решеткой» антенн. Нужен новый датчик, чтобы "снять сомнения".
 – 
Antonio51
7 Янв 2022 в 22:02
Согласен, есть два решения (y положительное и отрицательное), однако @zigzag говорит, что знает y>=1, так что это должно работать.
 – 
Daniel Chisholm
7 Янв 2022 в 22:08
Круговые сети датчиков были бы более подходящими, так что по крайней мере 3.
 – 
Antonio51
7 Янв 2022 в 22:09