لماذا نستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية للمساعدة في تصميم السيارات؟ (2)

ويتم تحليل عوامل التداخل والتدابير

أحد أكبر عيوب استخدام أجهزة استشعار متعددة لنقل الموجات فوق الصوتية بالتوازي هو أن التداخل يكون أكثر خطورة، وخاصة تداخل الإشارة بين أجهزة الاستشعار. العوامل الرئيسية التي تسبب التداخل هي كما يلي:

1) خطأ في التثبيت أجهزة استشعار اردوينو بالموجات فوق الصوتية : توليد الموجات فوق الصوتية هو الاهتزاز الميكانيكي للكريستال الكهرضغطي، ومن السهل أن يسبب الاتصال بين أجهزة استشعار الإرسال والاستقبال التداخل؛ إذا كان المستشعر والأرض مائلين أو مثبتين على مستوى منخفض جدًا، فمن السهل استقبال مستشعر الاستقبال. تؤدي الموجة المنعكسة من الأرض إلى مقاطعة MCU.

2) تأثير الفص الجانبي بالموجات فوق الصوتية: بعد انتهاء موجة الإرسال، تكون الموجة الأولى التي يستقبلها حساس الاستقبال هي التداخل عبر الموجة، وهو الفص الجانبي للشعاع للمصدر القريب أو يصل مباشرة إلى محول الطاقة المستقبل من خلال الحيود بواسطة محول الطاقة المرسل الناتج عن الجهاز [3]. لذلك، عند تركيب مستشعر الموجات فوق الصوتية، يجب أن تكون المسافة بين المسبارين أكبر من 3 سم.

3) تداخل الاهتزاز المتبقي بالموجات فوق الصوتية: يصدر مستشعر جهاز الإرسال 8 مجموعات من الموجات فوق الصوتية في كل مرة، كل منها بأشكال موجية تتراوح من 5 إلى 8. عندما يكون العائق قريبًا نسبيًا، يمكن للمجموعة الأولى من أشكال الموجة أن تؤدي إلى مقاطعة MCU. في هذه الحالة، لم يتم تخفيف الموجة فوق الصوتية التي قد تنبعث عند الخروج من المقاطعة تمامًا. عند تشغيل المقاطعة في المرة التالية، سيتم تشغيل مقاطعة MCU على الفور، مما يؤدي إلى حدوث تداخل في البيانات.

4) التداخل المتقاطع بالموجات فوق الصوتية: ترسل أجهزة الاستشعار متعددة القنوات بالتوازي، وقد لا تنبعث الموجات فوق الصوتية المنعكسة التي يتلقاها مستشعر الاستقبال من مستشعر الإرسال المقابل، ولا تتم مزامنة الإشارات بين المستشعرات، بحيث يكون من السهل التسبب في عدم دقة وقت القياس. الكثير من بيانات التداخل التي ظهرت في التجربة سببها هذا السبب.

من أجل حماية ما بعد الاهتزاز والتداخل المتبادل لل أجهزة استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية ، يعتمد الكمبيوتر الصغير ذو الشريحة الواحدة وضع مقاطعة الزناد منخفض المستوى، ويتم إيقاف الإرسال بالموجات فوق الصوتية في الروتين الفرعي لخدمة المقاطعة. بعد أن تقوم وحدة MCU بتشغيل المقاطعة، خلال الفترة التي يمكن فيها لمستشعر الاستقبال استقبال الموجة المنعكسة، يتم تنفيذها بشكل دوري في الروتين الفرعي لخدمة المقاطعة، في انتظار تخفيف الموجة فوق الصوتية المنعكسة حتى لا يتمكن النظام من التعرف عليها قبل الخروج من المقاطعة.

المعايرة التجريبية

المنطقة العمياء لنظام النطاق هي 10 سم. نظرًا لأنه يتم اتخاذ تدابير تجنب العوائق عندما يتم ضبط الروبوت على مسافة 40 إلى 50 سم من العائق في البرنامج، فإن المنطقة العمياء لنظام تحديد المدى لن تؤثر على تجنب العوائق للروبوت. تثبيت نظام تحديد المدى على الروبوت، واستخدام قضيب بلاستيكي نصف قطره 1 سم للتحرك أمام الروبوت لاكتشاف حساسية نظام تحديد المدى نقطة بنقطة. يتم تحديد نقطة الكشف على خط مستقيم موازي لمستشعر الموجات فوق الصوتية، بحيث يكون الخط المركزي للمستشعرين هو المركز، ويتم تحديد نقطة كل 5 سم لكلا الجانبين، ويتم تحديد 4 نقاط على كل جانب. يمكن أن نرى من نتائج القياس أن خطأ القياس للطريق الأيسر والطريق الأوسط يقع في حدود 2%، وأن خطأ الطريق الأيمن كبير جدًا. يرتبط هذا الاختلاف بدقة تركيب المستشعر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي أداء المستشعر أيضًا إلى حدوث هذا الاختلاف. بالإضافة إلى ذلك، يتم الحصول على القيمة المرجعية المقاسة 40 عن طريق الفحص البصري، وسيؤثر خطأ القياس هذا أيضًا على تحليل الخطأ لنتيجة القياس.

وفقا لطريقة القياس المذكورة أعلاه، يتم الكشف عن حساسية نظام تحديد المدى نقطة بنقطة، ونطاق القياس مستشعر عمق بالموجات فوق الصوتية

يمكن الحصول عليها. من نطاق القياس للمعايرة التجريبية، لم يتم الكشف عن مساحة صغيرة من نظام تحديد المدى. يتأثر هذا بشكل أساسي بزاوية شعاع المستشعر. بالنسبة للأهداف التي ليست متعامدة مع شعاع الإرسال، يمكن لجهاز الاستشعار ذو زاوية الشعاع الكبيرة الحصول على أصداء أقوى. الإشارة، وكلما كانت زاوية الشعاع أضيق، كلما كان من المفيد تقليل تداخل الموجات المتناثرة. من الضروري جدًا اختيار مستشعر ذو زاوية شعاع مناسبة للقياس متعدد الاتجاهات. وتظهر النتائج التجريبية أنه ضمن المسافة الآمنة للروبوت، يستطيع نظام تحديد المدى اكتشاف الظروف البيئية أمامه في جميع الاتجاهات وبدقة، ولن تتداخل بيانات القياس مع احتياجات تجنب العوائق للروبوت.

4 الاستنتاج

في هذا البحث، تم تصميم نظام تحديد المدى للروبوت عالي الأداء، والذي يستخدم أجهزة استشعار متعددة للعمل بالتوازي، مما يحسن الأداء في الوقت الحقيقي لتحديد المدى، ويحمي بشكل فعال تداخل النظام لتلبية متطلبات تجنب الروبوت المتنقل. إذا تم تحسين النظام، فيمكن تصميمه كرادار عكسي للسيارة لتحسين أداء السلامة للسيارة.

من أجل حل أوجه القصور في تحديد المواقع والملاحة بالموجات فوق الصوتية، توفر هذه المقالة حلاً لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية MB1004. هذا المستشعر عبارة عن مستشعر تقارب مع إخراج إشارة إنذار عالية ومنخفضة المستوى. يمكن أن يصل المدى القابل للقياس إلى 213 سم، وهو مناسب للكشف عن المشاة ومواقف السيارات. الكشف وما إلى ذلك. عندما يدخل أحد المشاة إلى نطاق الكشف، سوف يقوم MB1004 بإخراج إشارة إنذار من المستوى المنخفض إلى المستوى العالي. وفي الوقت نفسه، لديه أيضًا وظيفة إخراج المسافة المحددة للهدف، وإخراج بيانات المسافة من خلال RS232. MB1004 هو جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية منخفض التكلفة للغاية للكشف البشري. كما أنها مناسبة لاكتشاف المناطق القريبة، واكتشاف المشاة، والأكشاك/الأكشاك، والملاحة الآلية للروبوت، والملاحة المستقلة، ومصفوفات أجهزة الاستشعار المتعددة، والكشف عن مسافة قريبة وغيرها من المجالات.