Навошта выкарыстоўваць ультрагукавыя датчыкі для дапамогі ў канструяванні аўтамабіляў?（2）

Праводзіцца аналіз фактараў перашкод і прымаюцца меры

Адным з самых вялікіх недахопаў выкарыстання некалькіх датчыкаў для паралельнай перадачы ультрагукавых хваль з'яўляецца больш сур'ёзная перашкода, асабліва перашкода сігналу паміж датчыкамі. Асноўныя фактары, якія выклікаюць перашкоды:

1) Памылка ўстаноўкі ультрагукавыя датчыкі arduino : генерацыя ультрагукавых хваль - гэта механічная вібрацыя п'езаэлектрычнага крышталя, і злучэнне паміж датчыкамі перадачы і прыёму лёгка выклікаць перашкоды; калі датчык і зямля нахіленыя або ўстаноўлены занадта нізка, прыёмны датчык лёгка атрымаць. Адбітая ад зямлі хваля выклікае перапынак MCU.

2) Уплыў ультрагукавога бакавога пялёстка: пасля таго, як хваля перадачы скончылася, першая хваля, атрыманая прыёмным датчыкам, - гэта хваля перакрыжаваных перашкод, якая з'яўляецца бакавым пялёсткам прамяня блізкай крыніцы або непасрэдна дасягае прыёмнага пераўтваральніка праз дыфракцыю перадаючым пераўтваральнікам, выкліканую прыладай [3]. Такім чынам, пры ўсталёўцы ультрагукавога датчыка адлегласць паміж двума зондамі павінна быць больш за 3 см.

3) Ультрагукавыя рэшткавыя вібрацыйныя перашкоды: датчык перадатчыка выпраменьвае кожны раз 8 набораў ультрагукавых хваль, кожны з якіх мае 5~8 форм хвалі. Калі перашкода знаходзіцца адносна блізка, першы набор сігналаў можа выклікаць перапыненне MCU. У гэтым выпадку ультрагукавая хваля, якая можа выпраменьвацца пры выхадзе з перапынення, не была цалкам аслаблена. Калі перапыненне ўключана ў наступны раз, перапыненне MCU будзе неадкладна запушчана, што прывядзе да дадзеных аб перашкодах.

4) Ультрагукавыя перакрыжаваныя перашкоды: шматканальныя датчыкі перадаюць паралельна, адлюстраваныя ультрагукавыя хвалі, атрыманыя прымаючым датчыкам, могуць не выпраменьвацца адпаведным перадаючым датчыкам, і сігналы паміж датчыкамі не сінхранізуюцца, так што лёгка выклікаць недакладнасць часу вымярэння. Шмат дадзеных аб перашкодах, якія з'явіліся ў эксперыменце, выклікана гэтай прычынай.

Для таго, каб засцерагчы ад вібрацыі і перакрыжаваных перашкод ультрагукавыя датчыкі адлегласці , адначыпавы мікракампутар выкарыстоўвае рэжым перапынення нізкага ўзроўню, і ультрагукавая перадача спыняецца ў падпраграме абслугоўвання перапынення. Пасля таго, як MCU запускае перапыненне, на працягу перыяду, калі прыёмны датчык можа прымаць адлюстраваную хвалю, яно цыклічна выконваецца ў падпраграме абслугоўвання перапынення, чакаючы, пакуль адлюстраваная ультрагукавая хваля аслабне, пакуль яна не можа быць распазнана сістэмай перад выхадам з перапынення.

Эксперыментальная каліброўка

Сляпая зона дальнамернай сістэмы складае 10 см. Паколькі меры па пазбяганні перашкод прымаюцца, калі ў праграме ўстаноўлена, што робат знаходзіцца на адлегласці 40~50 см ад перашкоды, сляпая зона сістэмы вымярэння далёкасці не паўплывае на пазбяганне перашкод робатам. Усталюйце сістэму дальнамеру на робата і выкарыстоўвайце пластыкавы стрыжань радыусам 1 см, каб перамяшчацца перад робатам, каб кропкава вызначаць адчувальнасць сістэмы дальнамеру. Кропка выяўлення выбіраецца на прамой лініі, паралельнай ультрагукавому датчыку, з цэнтральнай лініяй двух датчыкаў, праз кожныя 5 см з абодвух бакоў выбіраецца кропка, і з кожнага боку выбіраюцца 4 кропкі. З вынікаў вымярэнняў відаць, што памылка вымярэння левай дарогі і сярэдняй дарогі знаходзіцца ў межах 2%, а памылка правай дарогі занадта вялікая. Гэта адрозненне звязана з дакладнасцю ўстаноўкі датчыка. Акрамя таго, прадукцыйнасць датчыка таксама можа выклікаць гэтую розніцу. Акрамя таго, вымеранае эталоннае значэнне 40 атрымліваецца шляхам візуальнага кантролю, і гэтая памылка вымярэння таксама паўплывае на аналіз памылак выніку вымярэння.

Згодна з прыведзеным вышэй метадам вымярэння, адчувальнасць сістэмы вымярэння дальнасці вызначаецца кропкава, а дыяпазон вымярэння ультрагукавой датчык глыбіні

можна атрымаць. З дыяпазону вымярэнняў эксперыментальнай каліброўкі невялікі ўчастак сістэмы вызначэння дальнасці не выяўляецца. У асноўным на гэта ўплывае кут прамяня датчыка. Для мэтаў, якія не перпендыкулярныя перадаючаму прамяню, датчык з вялікім вуглом прамяня можа атрымаць больш моцнае рэха. Сігнал, і чым вузей кут прамяня, тым больш выгадна паменшыць перашкоды ад рассеяных хваль. Вельмі неабходна выбраць датчык з прыдатным вуглом прамяня для ўсенакіраванага вымярэння. Вынікі эксперыментаў паказваюць, што ў межах бяспечнай адлегласці ад робата сістэма вызначэння дальнасці можа вызначаць навакольныя ўмовы перад ім ва ўсіх напрамках і дакладна, і даныя вымярэнняў не будуць перашкаджаць патрэбам робата ў пазбяганні перашкод.

4 Заключэнне

У гэтым артыкуле распрацавана высокапрадукцыйная сістэма вызначэння дальнасці робата, якая выкарыстоўвае некалькі датчыкаў для паралельнай працы, што паляпшае прадукцыйнасць вызначэння дальнасці ў рэальным часе і эфектыўна абараняе сістэму ад перашкод для задавальнення патрабаванняў пазбягання мабільных робатаў. Калі сістэму ўдасканаліць, яе можна будзе распрацаваць як аўтамабільны радар задняга ходу для павышэння бяспекі аўтамабіля.

Каб ліквідаваць недахопы ў ультрагукавым пазіцыянаванні і навігацыі, у гэтым артыкуле прапануецца рашэнне для ультрагукавога датчыка MB1004. Гэты датчык з'яўляецца датчыкам набліжэння з высокім і нізкім узроўнем выхаднога сігналу трывогі. Дыяпазон вымярэння можа дасягаць 213 см, што падыходзіць для выяўлення пешаходаў і паркоўкі. Выяўленне і г. д. Калі пешаход уваходзіць у зону выяўлення, MB1004 выдасць сігнал трывогі ад нізкага да высокага ўзроўню. У той жа час ён таксама мае функцыю вываду пэўнай адлегласці да мэты і вываду даных аб адлегласці праз RS232. MB1004 - гэта вельмі недарагі ультрагукавой датчык для выяўлення чалавека. Ён таксама падыходзіць для выяўлення блізкай зоны, выяўлення пешаходаў, кабінак/кіёскаў, аўтаматычнай навігацыі робатаў, аўтаномнай навігацыі, масіваў з некалькімі датчыкамі, выяўлення блізкай адлегласці і іншых палёў.