Atrisiniet ultraskaņas sensora problēmas: atstarošanās, trokšņa un pārejas problēmas kļūst par izaicinājumiem

Piemērošanas principsultraskaņas sensorsir vienkāršs, ērts un zemas izmaksas. Tomēr pašlaik ir daži izaicinājumi ultraskaņas sensora līmeņa mērīšanai, piemēram, atstarošanas, trokšņa un krustošanās problēmas.

 

 

1. Pārdomu problēma:

Atklātais objekts parasti neatrodas ideālā leņķī, kā rezultātāultraskaņas sensorsreti atklāj objektu pareizi. Galvenās kļūdas ietver:

▪Trigonometriskā kļūda: kad izmērītais objekts atrodas noteiktā leņķī ar ultraskaņas attāluma sensoru, starp konstatēto attālumu un faktisko attālumu ir kļūda.

▪Spekulārais atstarojums: spoguļattēls uz objekta gludās virsmas novērš skaņas viļņu atbalsi, kā rezultātā objektu nevar pareizi noteikt.

▪ Vairāki atstarojumi: nosakot stūrus vai līdzīgas struktūras, skaņas viļņi tiek uztverti pēc vairākkārtējas atstarošanas, kā rezultātā faktiskā noteikšanas vērtība atšķiras no patiesās attāluma vērtības.

Šīs problēmas var atrisināt, izmantojot vairākas ultraskaņas spoles, kas sakārtotas leņķī, lai filtrētu pareizo rādījumu.

2. Troksnis:

Lai gan lielākā daļaultraskaņas sensorssdarbojas ar frekvencēm līdz pat 40-45kHz, kas ir daudz augstāka par cilvēka dzirdes frekvenci, apkārtējā vide arī rada troksni līdzīgās frekvencēs. Piemēram, augstfrekvences troksnis, kad motors darbojas, troksnis, ko rada riteņu berzes uz cietas zemes, paša robota vibrācija un skaņas viļņi, ko izstaro citi robota sensori. Tā rezultātā sensors var saņemt kļūdainus signālus.

Lai atrisinātu šo problēmu, izstarotos ultraskaņas viļņus var iekodēt, piemēram, izstarot dažāda garuma skaņas viļņu kopu, un tikai tad, kad detektors nosaka vienu un to pašu skaņas viļņu kombināciju, tiek aprēķināts attālums. Tas var efektīvi izvairīties no nepareizas lasīšanas, ko izraisa vides troksnis.

3. Transversālas problēmas:

Kad vairākasultraskaņas sensorssir uzstādīti uz mašīnas noteiktā leņķī, var rasties krustošanas problēmas. Piemēram, skaņas vilnis, ko izstaro ultraskaņas vilnis X, tiek uztverts ar sensoriem Z un Y pēc spoguļatstarošanas, liekot Z un Y aprēķināt nepareizu attāluma vērtību, pamatojoties uz signālu.

Risinājums ir katra sensora izstarotā signāla kodēšana, lai nodrošinātu, ka katrsultraskaņas sensorssaņem tikai savu akustisko signālu, lai izvairītos no šķērstraucējumiem.