Решаване на проблеми с ултразвуковия сензор: проблемите с отражението, шума и пресичането се превръщат в предизвикателства

Принципът на приложение наултразвуков сензоре прост, удобен и евтин. В момента обаче има някои предизвикателства при измерването на нивото на ултразвуков сензор, като проблеми с отражението, шума и кръстосването.

 

 

1. Проблем с отражението:

Обектът, който се открива, обикновено не е под идеален ъгъл, което води доултразвуков сензоррядко открива обекта правилно. Основните грешки включват:

▪Тригонометрична грешка: Когато измерваният обект е под определен ъгъл спрямо ултразвуковия сензор за разстояние, има грешка между установеното разстояние и действителното разстояние.

▪Огледално отражение: Огледалното отражение върху гладката повърхност на обект предотвратява ехото на звуковите вълни, което води до невъзможност за правилно откриване на обекта.

▪Множество отражения: При откриване на ъгли или подобни структури звуковите вълни се получават след множество отражения, което води до това, че действителната стойност на откриване е различна от истинската стойност на разстоянието.

Тези проблеми могат да бъдат решени чрез използване на множество ултразвукови бобини, разположени под ъгъл, за да се филтрира правилното отчитане.

2. Шум:

Въпреки че повечетоултразвуков сензорsработят на честоти до 40-45kHz, което е много по-високо от честотата на човешкия слух, околната среда също произвежда шум при подобни честоти. Например високочестотен шум, когато двигателят работи, шум, причинен от триене на колела в твърда земя, вибрации на самия робот и звукови вълни, излъчвани от други сензори на роботи. Те могат да накарат сензора да получи грешни сигнали.

За да се реши този проблем, излъчваните ултразвукови вълни могат да бъдат кодирани, например, чрез излъчване на набор от звукови вълни с различни дължини и само когато детекторът засече същата комбинация от звукови вълни, разстоянието се изчислява. Това може ефективно да избегне неправилно разчитане, причинено от шума в околната среда.

3. Междусекторни въпроси:

Когато множествоултразвуков сензорsса инсталирани на машина под определен ъгъл, могат да възникнат проблеми с кръстосването. Например звуковата вълна, излъчвана от ултразвукова вълна X, се улавя от сензори Z и Y след огледално отражение, което кара Z и Y да изчислят неправилна стойност на разстоянието въз основа на сигнала.

Решението е да се кодира сигналът, излъчван от всеки сензор, за да се гарантира, че всекиултразвуков сензорполучава само собствен звуков сигнал, за да избегне кръстосани смущения.