8428

ساخت مدار و گردآوري يك كتابخانه براي بررسي تاثير جنس هدف بر روي بازتاب امواج فراصوت در شرايط محيطي متفاوت

كارشناسي

مهندسي كامپيوتر

1401

دكتر پيمان كبيري

1402/03/23

مهندسي كامپيوتر

Build a circuit and assemble a library to study the effect of the target material on the reflection of ultrasound waves in different environmental conditions

در اين نوشتار دستگاهي با استفاده از برد آردواينو ساخته شده است كه كار فرستادن پالس و نمونه برداري را انجام ميدهد. آردواينو پالس را ميسازد و براي تقويت به مدار 232MAX ارسال ميكند. پالس تقويت شده به حسگر فراصوت فرستاده شده و موج فراصوت ايجاد ميشود. براي شناسايي بهتر پژواكهاي بازگشتي، پالس ارسالي به روش تغيير فاز ساخته ميشود. موج ايجاد شده در محيط حركت ميكند و پس از برخورد به مانع، پژواك آن به حسگر گيرند بازميگردد. مانعها بر اساس جنس به دستهبندي هاي كلي مانند چوب ، فلز و يونوليت تقسيم ميشوند. وظيفه حسگر گيرنده، دريافت پژواك بازگشتي است. سپس اين موج با تقويت كننده عملياتي، تا حد بيشينهاي كه آردواينو توان نمونهبرداري دارد، تقويت شده و در پايان در قالب فايلهايي در كامپيوتر ذخيره ميشود. براي گردآوري نمونهها، آزمايشها در محيط يكسان انجام مي- شوند تا بتوان تاثير تغيير جنس مانع بر پژواك را مشاهده كرد. نمونههاي ذخيره شده پس از پااليش و حذف مقدارهاي اضافي، همزمان ميشوند تا بتوان از آنها بهره برد. حاال نمونهها از نظر زماني طول يكساني دارند بنابراين آنها را به پنجرههاي كوچكتر تبديل ميكنيم و ويژگيهاي هريك از اين پنجرهها را استخراج ميكنيم. تمام ويژگيهاي كوتاه مدت از جمله MFCCs و zcr و بسياري ديگر از اين ويژگيها بكمك كتابخانه pyAudioAnalysis استخراج شدهاند و با ابزار WEKA نرمااليز و پااليش شدهاند. سپس با استفاده از الگوريتم جنگل رندوم، ويژگيهاي تاثير گذار بر تشخيص جنس مانع انتخاب ميشوند. نتايج بدست آمده نشان ميدهد كه نمونهها را با استفاده از ويژگيهاي مناسب ميتوان تا 88 درصد در دستهبندي مربوط به جنس مناسب قرار داد.