GUI для анализа сверток доплеровского спектра с использованием ZETLAB

Оборудование

Данный проект предназначен для анализа доплеровского спектра с использованием сверток сигнала.

Оборудование:

• АЦП-ЦАП ZET-210
• Осциллограф Hantek 1008C
• Датчик детектора движения X-Band
• Программное обеспечение ZETLAB

На картинке ниже показан датчик детектора движения X-Band

Параметры ZETLAB

• Шаг дискретизации: 0.00004 сек
• Измеренный диапазон: 0-6 сек
• Диапазон частот: 0-12500 Гц

Инструкция запуска

Для запуска через Docker необходимо выполнить bash-скрипт по сборке контейнера:

bash build_docker.sh

После сборки выполнить команду:

bash run_docker.sh

Если пользователь хочет запустить GUI без использования контейнера, то необходимо установить необходимые библиотеки в виртуальное окружение:

pip3 install -r requirements.txt

Далее необходимо выполнить python-скрипт:

python3 __main__.py

Описание графического интерфейса

На рисунке ниже представлен графический интерфейс:

Для отрисовки графиков небходимо сохранить измеренные сигналы и спектры через ZETLAB в файл формата .dtx. Примеры записанных сигналов и сверток находятся в папке example. После загрузки необходимых файлов графический интерфейс преобретает следующий вид:

В таблице ниже представлены описания виджетов для сигнала и спектра.

Виджет	Функция
Построить график спектра из файла .dtx	Построить график спектра из указанного .dtx файла
Построить график оригинального сигнала	Построить график оригинального сигнала из указанного .dtx файла
Минимальная/Максимальная частота	Указать небоходимый диапазон частот
Начальное/Конечное время	Указать необходимый временной интервал
СКЗ, Мв	Выбрать ось ординат спектра (СКЗ, Среднее, Макс. и т.д)
Частота, Гц	Выбрать ось абсцисс спектра (СКЗ, Среднее, Макс. и т.д.)
Время, с	Выбрать ось абсцисс сигнала (Время, ZET210_1103_01, мВ)
ZET210_1103_01, мВ	Выбрать ось ординат сигнала (Время, ZET210_1103_01, мВ)
Перестроить выбранный график спектра	Перестроить график спектра с указанными параметрами
Перестроить выбранный график оригинального сигнала	Перестроить график спектра с указанными параметрами
Построить смоделированный сигнал из спектра	Построить смоделированный сигнал из спетра по формуле из [1]

В таблице ниже представлены описания виджетов для сверток сигнала. Формулы и более подробное описание можно найти в [1].

Виджет	Функция
Свертка смоделированного сигнала	Построить свертку смоделированного сигнала
Свертка оригинального сигнала	Построить свертку оригинального сигнала
t0	Начальный интервал времени для построения свертки
M	Число периодов принимаемых во внимание при построении свертки
Nx, Ny	Расстягивающие коэффициенты

Примеры сверток показаны на рисунке ниже.

Дальнейшие планы

В будущем планируется добавить отрисовки спектров для нескольких частот, а также написать нейронную сеть для идентификации объектов с помощью сверток.

Список литературы

1. CПОСОБ СВЕРТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ СЕРВИСНЫМИ РОБОТАМИ. Пряничников В. Е., Ястребов В.В.