Mengapa menggunakan sensor ultrasonik untuk bantuan desain otomotif?（2）

Analisis faktor gangguan dan tindakan yang diambil

Salah satu kelemahan terbesar menggunakan beberapa sensor untuk mengirimkan gelombang ultrasonik secara paralel adalah interferensi yang lebih serius, terutama interferensi sinyal antar sensor. Faktor utama penyebab gangguan adalah sebagai berikut:

1) Kesalahan instalasi sensor ultrasonik arduino : Pembangkitan gelombang ultrasonik adalah getaran mekanis kristal piezoelektrik, dan hubungan antara sensor pengirim dan penerima mudah menimbulkan gangguan; jika sensor dan tanah dimiringkan atau dipasang terlalu rendah, sensor penerima mudah menerima gelombang pantulan dari tanah memicu MCU terputus.

2) Pengaruh sidelobe ultrasonik: Setelah gelombang transmisi selesai, gelombang pertama yang diterima oleh sensor penerima adalah crosstalk through wave, yaitu pancaran sidelobe dari sumber dekat atau langsung mencapai transduser penerima melalui difraksi oleh transduser pemancar yang disebabkan oleh perangkat [3]. Oleh karena itu, saat memasang sensor ultrasonik, jarak antara kedua probe harus lebih dari 3cm.

3) Gangguan getaran sisa ultrasonik: Sensor pemancar memancarkan 8 set gelombang ultrasonik setiap kali, masing-masing dengan 5~8 bentuk gelombang. Ketika hambatannya relatif dekat, rangkaian bentuk gelombang pertama dapat memicu interupsi MCU. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik yang mungkin dipancarkan saat keluar dari interupsi belum sepenuhnya dilemahkan. Ketika interupsi dihidupkan di lain waktu, interupsi MCU akan segera terpicu, sehingga menghasilkan data interferensi.

4) Gangguan silang ultrasonik: Sensor multi-saluran mentransmisikan secara paralel, gelombang ultrasonik yang dipantulkan yang diterima oleh sensor penerima mungkin tidak dipancarkan oleh sensor transmisi yang sesuai, dan sinyal antar sensor tidak disinkronkan, sehingga mudah menyebabkan waktu pengukuran menjadi tidak akurat. Banyak data interferensi yang muncul dalam percobaan disebabkan oleh alasan ini.

Untuk melindungi setelah getaran dan gangguan silang sensor jarak ultrasonik , komputer mikro chip tunggal mengadopsi mode interupsi pemicu tingkat rendah, dan transmisi ultrasonik dihentikan dalam subrutin layanan interupsi. Setelah MCU memicu interupsi, selama periode ketika sensor penerima dapat menerima gelombang pantulan, sensor tersebut telah dieksekusi secara siklis dalam subrutin layanan interupsi, menunggu gelombang ultrasonik yang dipantulkan melemah hingga tidak dapat dikenali oleh sistem sebelum keluar dari interupsi.

Kalibrasi eksperimental

Zona buta sistem jangkauan adalah 10cm. Karena tindakan penghindaran rintangan dilakukan ketika robot diatur pada jarak 40~50cm dari rintangan dalam program, zona buta dari sistem jangkauan tidak akan mempengaruhi penghindaran rintangan robot. Pasang sistem jangkauan pada robot, dan gunakan batang plastik dengan radius 1cm untuk bergerak di depan robot guna mendeteksi sensitivitas sistem jangkauan titik demi titik. Titik pendeteksian dipilih pada garis lurus yang sejajar dengan sensor ultrasonik, dengan garis tengah kedua sensor sebagai pusatnya, sebuah titik dipilih setiap 5cm pada kedua sisinya, dan dipilih 4 titik pada setiap sisinya. Terlihat dari hasil pengukuran kesalahan pengukuran jalan kiri dan jalan tengah berada pada kisaran 2%, dan kesalahan pengukuran jalan kanan terlalu besar. Perbedaan ini berkaitan dengan keakuratan pemasangan sensor. Selain itu, kinerja sensor juga dapat menyebabkan perbedaan tersebut. Selain itu, nilai acuan terukur 40 diperoleh dengan inspeksi visual, dan kesalahan pengukuran ini juga akan mempengaruhi kesalahan analisis hasil pengukuran.

Menurut metode pengukuran di atas, sensitivitas sistem jangkauan dideteksi titik demi titik, dan rentang pengukurannya sensor kedalaman ultrasonik

dapat diperoleh. Dari rentang pengukuran kalibrasi eksperimental, sebagian kecil dari sistem rentang tidak terdeteksi. Hal ini terutama dipengaruhi oleh sudut pancaran sensor. Untuk target yang tidak tegak lurus dengan pancaran pancaran, sensor dengan sudut pancaran yang besar dapat memperoleh gema yang lebih kuat. Sinyal, dan semakin sempit sudut pancarannya, semakin bermanfaat mengurangi interferensi gelombang hamburan. Sangat penting untuk memilih sensor dengan sudut pancaran yang sesuai untuk pengukuran segala arah. Hasil percobaan menunjukkan bahwa dalam jarak aman robot, sistem jangkauan dapat mendeteksi kondisi lingkungan di depannya ke segala arah dengan akurat, dan data pengukuran tidak akan mengganggu kebutuhan robot untuk menghindari rintangan.

4 Kesimpulan

Dalam makalah ini, dirancang sistem jangkauan robot berperforma tinggi, yang menggunakan beberapa sensor untuk bekerja secara paralel, yang meningkatkan kinerja jangkauan waktu nyata, dan secara efektif melindungi gangguan sistem untuk memenuhi persyaratan penghindaran robot bergerak. Jika sistemnya diperbaiki, maka dapat dirancang sebagai radar pembalik mobil untuk meningkatkan performa keselamatan mobil.

Untuk mengatasi kekurangan dalam penentuan posisi dan navigasi ultrasonik, artikel ini memberikan solusi untuk sensor ultrasonik-MB1004. Sensor ini merupakan sensor jarak dengan keluaran sinyal alarm tingkat tinggi dan rendah. Kisaran terukur bisa mencapai 213cm, yang cocok untuk deteksi pejalan kaki dan parkir. Deteksi dll. Ketika pejalan kaki memasuki jangkauan deteksi, MB1004 akan mengeluarkan sinyal alarm dari level rendah ke level tinggi. Pada saat yang sama, ia juga memiliki fungsi mengeluarkan jarak tertentu dari target, dan mengeluarkan data jarak melalui RS232. MB1004 adalah sensor ultrasonik berbiaya sangat rendah untuk deteksi manusia. Ini juga cocok untuk deteksi area kedekatan, deteksi pejalan kaki, bilik/kios, navigasi robot otomatis, navigasi otonom, susunan multi-sensor, deteksi jarak dekat, dan bidang lainnya.