Скоро гледах по дискавъри и подобни две автономни системи.
Едната е на алиекспрес, организирали са центъра по разпределение на пратките с автономни батерийни колички, които имат датчици за близост и се ориентират по двумерни баркодове на пода. А другата е пристанището ротердам с автономни коли за (раз)товарене контейнери от кораби, пак с датчици на близост, но с РФИД или подобни тагове в асфалта.
Подобна организация има ли приложение в дискутирания случай?

Идеята за таговете не е приложима за случая.



Ще се забелязва. Нямам идея как може да се елиминира това, ако системата е опростена като само подвижния обект излъчва, а статичните приемници само приемат.
Ако са ми вярни сметките, скорост от 0.2м/сек на подвижния обект без наличие на вятър би дала грешка от 2.8см при 40м дистанция поради доплеровия ефект.
За да не се усложняват нещата, за момента ще приема да "живея" с тази грешка. Ще се компенсира основно скоростта и посоката на вятъра, която е над 0.2 м/сек.

Та на въпроса за точното измерване на честота на хармоничния преамбъл - трябва да се мерят 10kHz с точност 2,5 Hz при дължина на преамбъла не по дълга от 220mSec примерно (ако измерването може да е за по-кратко време -> преамбъла ще е по-кратък, което ще е добре от гледна точна на броя на измерванията на координатите на обекта в секунда и компенсирането на промените в скоростта и посоката на вятъра в по-кратък времеви интервал)

Някакви идеи как възможно най-просто може да се направи това с процесор Cortex M4 @48MHz?

Нямам опит до момента с FFT, но ако правилно съм разбрал и ако са ми вярни сметките, за да имам резолюция 5Hz при семплиране 20.5 ksps на сигнал 10kHz ще ми трябва буфер и последваща обработка на 4096 измервания.
(Гледам, че има начин да се използва CMSIS-DSP библиотеката в CCS (Code Composer Studio) на тексасци )

няма да се меся в разсъжденията ви

само за инфо:
1024 комплексно FFT на M4F@96MHz е за ~800us (ATSAMD51), така че 4096 @48MHz ще е за около 8-9ms. Ako е М4 (int) - отива на 17-20ms
за crosscorr трябват 2 комплексни FFT + сметки за почти още 1 FFT т.е. време за 3+ FFT-та (има и доста "нюанси")

ps66, сложността на FFT не беше ли от квадрата на броя точки?

DFT е O(N)=N^2
FFT е O(N) =N*log2(N) - затова е "Fast" и е само за N=2^n (има и при radix 3, 5, ..)

Относно меренето на честота - на времето в университета асистента ни показа един метод на бързо и точно мерене на честота, който беше имплементиран в един от лабораторните честотомери. Не си спомням обаче какъв беше и с какъв чип беше имплементиран (INTERSILL ли беше ...). Та метода беше едновременно мерене на не много периоди на честотата с 2 таймера тактувани с некратни опорни честоти и после имаше някакви сметки. Идеята беше, че се постигаше голяма точност на измерването, като самото то беше бързо. ( точно мерене може да се получи, ако се мерят ннооого периоди с таймер тактуван с висока честота, но тук се постигаше същата голяма точност с много по кратко измерване)

Някой има ли спомени за такъв или подобен принцип на мерене?

Ако ти е сравнително ниска честотата, може да ползваш сигнала да ти щрака "вратата", а ти да измериш до колко е преброил брояч с много по-висока честота.

нещо не разбрах какво точно искаш да мериш?
магнитудата на сигнала на опеделена честота ли, фазата ли, да намериш всични честоти с магнитуда над някакъв праг....
мисля почва се от това какво искаме да мерим за да се стигне до въпроса как да го измерим.

отбележи не се заяждам само питам ясно ли ти е

защото ако те интересува само една честота, може да приложиш алгоритъм на горцел.
https://www.embedded.com/single-tone-de ... algorithm/

на много места се ползва, защото ако те интересува енда честота, няма смисъл да намираш всичките от спектъра (както става с фурието било то дискретни или не )

но пак ти казвам алгоритми много - разбери какво търсиш за начало. досега доста си мени мнението какво как да мериш.

Това, което искам да меря е описано в предишните ми постове и наистина ако не се следи хронологията им - човек се обърква. Та искам точно да измеря честотата на преамбъла (променящ се заради доплеровия ефект 10кHz сигнал +/- 300Hz с резолюция на меренето 2.5Hz примерно, по начин, невлияещ се от амплитудата му и допускаш известно зашумяване), след което да разпозная и измеря закъснението на последващ друг сигнал (някакъв константен патърн от бял шум в честотен диапазон до 15kHz) или патърна,който dan предлага... ).

Опитваш се да си вкараш автогол

Няма как да ти се получи... В микрофона ще влиза много шум, говориш за открито пространство и разстояния 50-100м. Освен ако не заглушиш всичко в приличен радиус, твоят сигнал ще е насложен на порядък по-силен шум. Преамбюлите са кратки, много, много кратки като продължителност. Когато правиш фурие, преобразуваш от тайм домейна в честотен домейн. В случая искаш искаш да преобразуваш много кратка част от тайм домейна. От другата страна няма как да очакваш коректен спектър, дори сигналът да беше чист. А смесен със шум абсурд.

Идеята на преамбюлите е възможността за (авто)корелация. При тях "измерването" не е точно измерване на честота или амплитуда. Сигналът е с такава форма/честота, не за да може лесно/точно да ги измериш, а за да може лесно да направиш нещо като компаратор. На входа на компаратора подаваш сигнал с някаква доза шум, леко изкривен от доплер и т.н. Но това компараторът не го бърка особено, той ще си сработи коректно. Само, че на изхода имаш само 1 бит информация - има преамбюл, няма преамбюл. Пак повтарям, сигналът е такъв, че да може да изкараш точно този бит. За други битове информация той просто не е подходящ....

Сега разбирам, че искаш да мериш и доплер... Но не се мъчи с преамбюла. Предай си преамбюла и след него тон. На един тон може да измериш и дефазиране и спектър ако искаш. Можеш защото тонът носи на шум. Макар, че доколкото усещам теб май ти трябва постоянно следене. В такъв случай нямаш нужда от преамбюли. Синхронизацията може да я направиш с два тона. Излъчваш 1 тон известно време после сменяш с другия тон. Приемникът може винаги да дебне и за двата тона. Хм... всъщност тук с доплера ти се вързах. За къв хуй ти е? Милиметри точност ли ще ми гониш? Ако се движиш, важното е грешката в измерването да покрива стъпката с която се движиш. Да кажем, че може да мериш позиция с точност 10см и я мериш през 100ms. Ако скоростта ти е под 1 метър/секунда какво значение има дали ще я мериш или не?

Я по-добре седни и напише едно задание какво се опитваш да постигнеш с цифри... че така и нас объркваш и себе си, щото тръгваш да мериш нещо и нито мислиш дали може да се измери, нито пък ако се измери какво ще правиш с резултата

aми и аз това казвам, ама не та не - човеко обяснява как вече го е изказал по 5 страници постове
както и да е , форум е , пише се

И на мен съвсем ми се размъти, ако е само за разстояние корелацията работи много добре, ако имаш и пулс компрешън още по добре, става си стандартен сонар/далекомер. Доплера вече мирише на скорост, не знам нужно ли ти е и защо. Ако ще мериш на метри TOF ти е достатъчно, но ако искаш по-точно може и фазова разлика да мериш.

Малко дълго стана, но не можах да го синтезирам по-кратко.

Искам да направя проста GPS система измерваща координатите на движещ се обект в контур на открито с максимални размери 40-70 метра. Скоростта на движение на обекта е сравнително ниска (0.2 – 0.5 м/сек), да се мерят координатите му 1-2 пъти в секунда, като точността на измерване да е около 5см. В обекта има мотори и механика, генериращи шум.
Обекта трябва да следва зададеният му маршрут с точност около 5 см.

Известните ми варианти за това са:
1. GPS (отпада поради ниската му точност).
2. С радио измерване от рода на Blutooth5 (има също ниска точност и чувствителност към смущения и бавни измервания )
3. Оптично (Сложна оптична система и изисква пряка видимост )
4. Звуково (ограничена дистанция, силно затихване на сигнала от разстоянието, чувствителност към шумове, силна зависимост на измерването от температурата, влажността, скоростта и посоката на вятъра)
5. (Ако се сещате за друг – казвайте)

Започнахме да разглеждаме меренето със звук.

Изводите до които стигнахме са:
1. Трябва да се компенсира влиянието на температурата и влажността на въздуха
2. Трябва да се компенсира влиянието на посоката и скоростта на вятъра 0-15м/сек (доплер -> точно измерване на честотата)
3. Трябва да се подтиснат/елиминират шумовете
4. Трябва да се компенсира затихването на сигнала в зависимост от разстоянието за дадената честота (за момента съм се спрял на сигнали в обхвата 10-15kHz ) или процесинга да се направи слабо зависещ от нивото на приетия сигнал.
5. Трябва точно да се измери закъснението на звука от предавателя до приемника отчитайки всичко по-горе споменато (с корелация или др. подобно).

Системата трябва да е максимално проста, като за момента мислех движещият се обект да излъчва звуковите сигнали, а статични приемници разположени с предварително известни координати по периферията на контура да измерват закъснението му.

Всички устройства разполагат с двупосочен радиоканал за синхронизация и данни, позволяващ синхронизация на всички устройства с точност 1uS.

Та идеята до която стигнах до момента с ваша помощ е:
Предавателя (подвижното устройство) излъчва радио строб указващ началото на ново измерване. С някакво точно закъснение след него излъчва звуков преамбюл (хармоничен 10.000 kHz сигнал) с точна продължителност няколко десетки милисекунди и след това звуков патърн на предварително зададен сигнал, който трябва да се разпознае в приемниците и на който точно трябва да се измери закъснението.

Преамбюла служи за настройка на AGC на микрофонните предусилватели и за измерване на скоростта на вятъра във всяко едно от направленията предавател-приемник с помощта на доплеровото изменение на честотата. За целта трябва бързо и точно измерване на 10кHz +/- 300Hz сигнал с резолюция 1-2 Hz.

(скоростта на обекта също оказва влияние на измерването, но за простота за момента я пренебрегваме)

След това приемниците семплират и се опитват да измерят закъснението на патърна на сигнала с корелация примерно.

Измерването става в един и същи момент във всички направления предавател-приемници. Приемниците смятат разстоянието до предавателя и по радио канал му връщат резултата. На базата на тези разстояния той изчислява позицията си и евентуално коригира посоката си на движение за да следва зададената му траектория на движение.

Добре ще е ако всичко свързано с меренето на разстоянията и изчисляването на координатите се направи с Cortex М4 @48MHz (CC1312R на Texas Instrument)

Така, както го описваш ти трябват 3-4 антени и малко сметки. Радиото си го имаш

Идеално. И 5 антени ще сложа ако трябва. Само ако можеш да ми кажеш и какви сметки да направя, почерпката ще е от мен