Hvorfor bruge ultralydssensorer til automotive design assistance? (2)

Analyse af interferensfaktorer og foranstaltninger tages

En af de største ulemper ved at bruge flere sensorer til at transmittere ultralydsbølger parallelt er, at interferensen er mere alvorlig, især signalinterferensen mellem sensorerne. De vigtigste faktorer, der forårsager interferens, er som følger:

1) Installationsfejl af arduino ultralydssensorer : Genereringen af ​​ultralydsbølger er den mekaniske vibration af den piezoelektriske krystal, og forbindelsen mellem de transmitterende og modtagende sensorer er let at forårsage interferens; hvis sensoren og jorden hælder eller installeres for lavt, er den modtagende sensor nem at modtage. Den reflekterede bølge fra jorden udløser MCU'en til at afbryde.

2) Påvirkningen af ​​ultralydssideloben: Efter at transmissionsbølgen er overstået, er den første bølge modtaget af den modtagende sensor crosstalk through-bølgen, som er strålesideloben af ​​den nære kilde eller direkte når den modtagende transducer gennem diffraktion af den transmitterende transducer forårsaget af enheden [3]. Derfor, når ultralydssensoren installeres, skal afstanden mellem de to prober være større end 3 cm.

3) Ultralyds resterende vibrationsinterferens: Sendersensoren udsender 8 sæt ultralydsbølger hver gang, hver med 5~8 bølgeformer. Når forhindringen er relativt tæt på, kan det første sæt bølgeformer udløse MCU-afbrydelsen. I dette tilfælde er den ultralydsbølge, der kan udsendes, når den forlader afbrydelsen, ikke blevet fuldstændig dæmpet. Når afbrydelsen slås til næste gang, vil MCU-afbrydelsen blive udløst med det samme, hvilket resulterer i interferensdata.

4) Ultralydskrydsinterferens: Flerkanalssensorer transmitterer parallelt, de reflekterede ultralydsbølger modtaget af den modtagende sensor udsendes muligvis ikke af den tilsvarende transmitterende sensor, og signalerne mellem sensorerne er ikke synkroniserede, så det er let at få måletiden til at være unøjagtig. En masse interferensdata, der dukkede op i eksperimentet, er forårsaget af denne grund.

For at afskærme efter-vibration og krydsinterferens af ultralydsafstandssensorer , single-chip mikrocomputeren anvender lav-niveau trigger interrupt mode, og ultralydstransmissionen stoppes i interrupt service subrutinen. Efter at MCU'en har udløst afbrydelsen, i den periode, hvor den modtagende sensor kan modtage den reflekterede bølge, er den blevet cyklisk udført i afbrydelsestjenesteunderrutinen, mens den venter på, at den reflekterede ultralydsbølge dæmpes, indtil den ikke kan genkendes af systemet, før den forlader afbrydelsen.

Eksperimentel kalibrering

Afstandssystemets blinde zone er 10 cm. Da foranstaltningerne til at undgå forhindringer tages, når robotten er indstillet til at være 40~50 cm væk fra forhindringen i programmet, vil den blinde zone i afstandssystemet ikke påvirke robottens undgåelse af forhindringer. Installer afstandssystemet på robotten, og brug en plastikstang med en radius på 1 cm til at bevæge sig foran robotten for at detektere afstandssystemets følsomhed punkt for punkt. Detektionspunktet vælges på en lige linje parallelt med ultralydssensoren, med de to sensorers midterlinje som centrum, et punkt vælges hver 5 cm til begge sider, og 4 punkter vælges på hver side. Det kan ses af måleresultaterne, at målefejlen på venstre vej og mellemvej er inden for 2 %, og fejlen på højre vej er for stor. Denne forskel er relateret til sensorens installationsnøjagtighed. Derudover kan sensorens ydeevne også forårsage denne forskel. Derudover opnås den målte referenceværdi 40 ved visuel inspektion, og denne målefejl vil også påvirke fejlanalysen af ​​måleresultatet.

I henhold til ovenstående målemetode detekteres afstandssystemets følsomhed punkt for punkt, og måleområdet for ultralyds dybdesensor

kan fås. Fra måleområdet for den eksperimentelle kalibrering detekteres et lille område af afstandssystemet ikke. Dette påvirkes hovedsageligt af sensorens strålevinkel. For mål, der ikke er vinkelret på den transmitterende stråle, kan sensoren med en stor strålevinkel opnå stærkere ekkoer. Signal, og jo smallere strålevinklen er, jo mere fordelagtigt er det at reducere interferensen fra spredte bølger. Det er meget nødvendigt at vælge en sensor med en passende strålevinkel til rundstrålende måling. De eksperimentelle resultater viser, at afstandssystemet inden for robottens sikre afstand kan detektere miljøforholdene foran den i alle retninger og præcist, og måledataene vil ikke forstyrre robottens behov for at undgå forhindringer.

4 Konklusion

I dette papir er der designet et højtydende robotafstandssystem, som bruger flere sensorer til at arbejde parallelt, hvilket forbedrer realtidsydelsen af ​​afstandsmåling og effektivt afskærmer systeminterferens for at opfylde kravene til mobil robotundgåelse. Hvis systemet er forbedret, kan det udformes som en bilbakkeradar for at forbedre bilens sikkerhedsydelse.

For at løse manglerne i ultralydspositionering og -navigation giver denne artikel en løsning til ultralydssensor-MB1004. Denne sensor er en nærhedssensor med høj- og lavniveau alarmsignaludgang. Den målbare rækkevidde kan nå 213 cm, hvilket er velegnet til fodgængerregistrering og parkering. Detektion osv. Når en fodgænger kommer ind i detektionsområdet, udsender MB1004 et alarmsignal fra lavt niveau til højt niveau. Samtidig har den også funktionen til at udsende den specifikke afstand til målet og udsende afstandsdata gennem RS232. MB1004 er en meget billig ultralydssensor til menneskelig detektion. Den er også velegnet til registrering af nærområde, registrering af fodgængere, kabiner/kiosker, automatisk robotnavigation, autonom navigation, multi-sensor arrays, detektion på nært hold og andre felter.