Resoldre problemes del sensor ultrasònic: els problemes de reflexió, soroll i creuament es converteixen en reptes

El principi d'aplicació desensor ultrasònicés senzill, còmode i de baix cost. Tanmateix, actualment hi ha alguns reptes en la mesura del nivell de sensors ultrasònics, com ara problemes de reflexió, soroll i creuament.

 

 

1. Problema de reflexió:

L'objecte que s'està detectant no sol estar en un angle ideal, el que resulta en elsensor ultrasònicpoques vegades detecta correctament l'objecte. Els principals errors inclouen:

▪Error trigonomètric: quan l'objecte mesurat es troba en un determinat angle amb el sensor de distància ultrasònic, hi ha un error entre la distància detectada i la distància real.

▪Reflexió especular: la reflexió especular a la superfície llisa d'un objecte evita que les ones sonores es facin ressò, provocant la incapacitat de detectar correctament l'objecte.

▪Múltiples reflexions: quan es detecten cantonades o estructures similars, les ones sonores es reben després de múltiples reflexions, fent que el valor de detecció real sigui diferent del valor de la distància real.

Aquests problemes es poden resoldre utilitzant múltiples bobines ultrasòniques disposades en angle per filtrar la lectura correcta.

2. Soroll:

Encara que la majoriasensor ultrasònicsfuncionen a freqüències tan altes com 40-45kHz, que és molt més alta que la freqüència auditiva humana, l'entorn que l'envolta també produeix soroll a freqüències similars. Per exemple, el soroll d'alta freqüència quan el motor està en marxa, el soroll causat pel fregament de les rodes sobre un terreny dur, la vibració del propi robot i les ones sonores emeses per altres sensors del robot. Aquests poden fer que el sensor rebi senyals errònies.

Per resoldre aquest problema, les ones ultrasòniques emeses es poden codificar, per exemple, emetent un conjunt d'ones sonores de diferents longituds, i només quan el detector detecta la mateixa combinació d'ones sonores, es calcula la distància. Això pot evitar de manera efectiva la lectura errònia causada pel soroll ambiental.

3. Temes transversals:

Quan són múltiplessensor ultrasònicss'instal·len en una màquina amb un angle determinat, es poden produir problemes de creuament. Per exemple, l'ona sonora emesa per l'ona ultrasònica X és capturada pels sensors Z i Y després de la reflexió del mirall, fent que Z i Y calculin un valor de distància incorrecte en funció del senyal.

La solució és codificar el senyal emès per cada sensor per garantir que cadascunsensor ultrasònicnomés rep el seu propi senyal acústic per evitar interferències creuades.