Свертка непрерывного сигнала с использованием быстрого преобразования Фурье с перекрытием для определения координат транспортного робота

Аннотация

Разработан алгоритм непрерывной дискретной свертки сигналов с использованием быстрого преобразования Фурье с перекрытием для более точного определения координат транспортного робота. Представлены два метода определения координат транспортного робота в двумерном пространстве, где используется операция свертки и может быть применен данный алгоритм. В основе алгоритма лежит метод, который позволяет выполнять быстрое преобразование Фурье на нескольких вычислительных блоках параллельно, например, на цифровом сигнальном процессоре TMS320F28377D, где доступны три вычислительных блока, работающих параллельно независимо друг от друга. Использование быстрого преобразования Фурье с перекрытием позволяет обрабатывать сигнал без потерь данных, что является критическим для непрерывной обработки сигналов. Проведено исследование влияния значения смещения окна быстрого преобразования Фурье на частоту получения спектра сигнала и, как выяснилось, уменьшение смещения окнабыстрого преобразования Фурье приводит к увеличению частоты получения спектра сигнала, что, в свою очередь, позволяет более точно восстанавливать амплитуду исходного сигнала, то есть идет меньше потерь данных спектра. В качестве результатов приводятся иллюстрации исследования в виде трехмерных графиков, где представлены спектры сигнала во времени при быстром преобразовании Фурье с перекрытием, когда в качестве исходного сигнала используется синусоидальный сигнал, который с течением времени увеличивает свою частоту. Сравнение результатов работы алгоритма без перекрытия и с перекрытием при различных значениях смещения показало, что метод с перекрытием обеспечивает значительно более точное и частое получение данных спектра, избегая потерь данных. Представленные результаты полезны в робототехнике, когда требуется точное определение координат транспортного робота.