Análisis y modelado de una estructura sensorial ultrasónica MIMO basado en M-CSS y técnicas de correlación

Alberto Ochoa, Jesús Ureña, Álvaro Hernández, Apolinar González, Walter Mata, Ramón A. Félix

Resumen

En este artículo se propone el análisis y modelado de una estructura sensorial ultrasónica empleando un algoritmo de procesamiento que utiliza un conjunto de macro-secuencias y técnicas de correlación para obtener respuestas impulsivas de canales de transmisión de forma simultánea. La estructura sensorial está formada por múltiples transductores ultrasónicos que transmiten y reciben información del entorno simultáneamente. Este algoritmo de procesamiento emplea una macro-secuencia pseudo-aleatoria obtenida a partir un conjunto complementario de M secuencias (M-CSS) con las cuales, mediante funciones de auto-correlación y correlación cruzada, se generan las respuestas impulsivas del entorno. Para modelar el sistema de transmisión ultrasónico se emplea el modelo MIMO de frecuencia selectiva, con el cual se logra analizar cada instante del proceso de emisión-reflexión-recepción de las señales generadas. Una vez que el modelo del sistema de transmisión ultrasónico MIMO es desarrollado y los algoritmos de correlación son implementados para la detección de las macro-secuencias, se presenta en este documento el modelo matemático y los resultados obtenidos en las simulaciones así como en las pruebas experimentales. Estos validan la utilización de la metodología del modelado de canal aplicado, como de la estimación de las respuestas impulsivas de los canales de transmisión al procesar los ecos recibidos correspondientes a un objeto frente al sistema sensor. El modelo implementado permite desarrollar sobre de él, algoritmos y técnicas de procesamiento, antes de que estos sean implementados físicamente, con el fin de reducir el tiempo de desarrollo de aplicaciones. En cada uno de los casos considerados, se logró obtener las respuestas impulsivas considerando que está presente un objeto frente a la estructura sensorial.

Palabras clave

Estructura Sensorial Ultrasónica; Macro-Secuencia; Modelo MIMO de Frecuencia Selectiva; Conjunto Complementario de M secuencias; Técnicas de Correlación

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