mercoledì 13 dicembre 2017

Progettazione hardware per il condizionamento di segnali di matrice di sensori per applicazioni Beamforming



Lo studio, svolto presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione dell'Università del Salento nei laboratori SMAASIS, ha come obiettivo principale la progettazione hardware di un circuito di condizionamento per segnali da acquisire tramite matrici di sensori per applicazioni di tipo Beamforming
Il circuito di condizionamento comprende una parte per il filtraggio per preservare il segnale nella banda di frequenza di interesse e una parte di amplificazione. La sua progettazione è stata eseguita mediante software Multisim e Proteus in modo da poter dimensionare i componenti del circuito secondo le specifiche (frequenza e ampiezza) del segnale da trattare. Successivamente il circuito è stato realizzato su basetta bread-board e testato con dei sensori ultrasonici atti a misurare la distanza di oggetti posti di fronte ad essi. Poiché un algoritmo di Beamforming richiede la conoscenza delle direzioni spaziali da cui provengono i segnali misurati tramite sensori, nella seconda parte il lavoro ha riguardato lo sviluppo e l’implementazione di tecniche di DOA estimation, focalizzandosi sull’algoritmo ESPRIT. Quindi si è simulato tramite Matlab uno scenario in cui i segnali sono acquisiti da una matrice di sensori 5x5 valutando le prestazioni dell’algoritmo in termini di precisione ed accuratezza, e l’errore quadratico medio in funzione del rapporto segnale-rumore (SNR). Le prestazioni dell’algoritmo sono state caratterizzate da un punto di vista statistico mediante analisi della varianza ad un fattore (ANOVA), e test di Tukey al variare dell’SNR e della distanza spaziale tra le sorgenti da stimare.

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