Perché utilizzare i sensori a ultrasuoni per l'assistenza alla progettazione automobilistica?（2）

l'analisi dei fattori di interferenza e le misure Vengono effettuate

Uno dei maggiori svantaggi dell'utilizzo di più sensori per trasmettere onde ultrasoniche in parallelo è che l'interferenza è più grave, in particolare l'interferenza del segnale tra i sensori. I principali fattori che causano interferenze sono i seguenti:

1) Errore di installazione del Sensori ultrasonici Arduino : la generazione di onde ultrasoniche è la vibrazione meccanica del cristallo piezoelettrico e la connessione tra i sensori trasmittenti e riceventi è facile da causare interferenze; se il sensore e il terreno sono inclinati o installati troppo in basso, il sensore ricevente è facile da ricevere. L'onda riflessa dal terreno fa scattare l'interruzione dell'MCU.

2) L'influenza del lobo laterale ultrasonico: dopo che l'onda di trasmissione è terminata, la prima onda ricevuta dal sensore ricevente è l'onda di diafonia, che è il lobo laterale del raggio della sorgente vicina o raggiunge direttamente il trasduttore ricevente attraverso la diffrazione da parte del trasduttore trasmittente causata dal dispositivo [3]. Pertanto, quando si installa il sensore a ultrasuoni, la distanza tra le due sonde dovrebbe essere maggiore di 3 cm.

3) Interferenza da vibrazione residua ultrasonica: il sensore del trasmettitore emette ogni volta 8 serie di onde ultrasoniche, ciascuna con 5~8 forme d'onda. Quando l'ostacolo è relativamente vicino, la prima serie di forme d'onda può attivare l'interruzione dell'MCU. In questo caso l'onda ultrasonica che può essere emessa all'uscita dall'interruzione non è stata completamente attenuata. Alla successiva attivazione dell'interruzione, l'interruzione dell'MCU verrà attivata immediatamente, con conseguenti dati di interferenza.

4) Interferenza incrociata ultrasonica: i sensori multicanale trasmettono in parallelo, le onde ultrasoniche riflesse ricevute dal sensore ricevente potrebbero non essere emesse dal sensore trasmittente corrispondente e i segnali tra i sensori non sono sincronizzati, quindi è facile che il tempo di misurazione sia impreciso. Molti dati di interferenza apparsi nell'esperimento sono causati da questo motivo.

Al fine di proteggere le vibrazioni successive e le interferenze incrociate del sensori di distanza a ultrasuoni , il microcomputer a chip singolo adotta la modalità di interruzione del trigger di basso livello e la trasmissione a ultrasuoni viene interrotta nella subroutine del servizio di interruzione. Dopo che l'MCU ha attivato l'interruzione, durante il periodo in cui il sensore ricevente può ricevere l'onda riflessa, è stata eseguita ciclicamente nella subroutine del servizio di interruzione, aspettando che l'onda ultrasonica riflessa si attenui fino a quando non può essere riconosciuta dal sistema prima di uscire dall'interruzione.

Calibrazione sperimentale

La zona cieca del sistema di rilevamento è di 10 cm. Poiché le misure per evitare gli ostacoli vengono adottate quando il robot è impostato a 40~50 cm di distanza dall'ostacolo nel programma, la zona cieca del sistema di rilevamento non influirà sull'evitamento degli ostacoli da parte del robot. Installare il sistema di rilevamento sul robot e utilizzare un'asta di plastica con un raggio di 1 cm per spostarsi davanti al robot per rilevare punto per punto la sensibilità del sistema di rilevamento. Il punto di rilevamento viene selezionato su una linea retta parallela al sensore a ultrasuoni, con la linea mediana dei due sensori come centro, viene selezionato un punto ogni 5 cm su entrambi i lati e vengono selezionati 4 punti su ciascun lato. Dai risultati della misurazione si può vedere che l'errore di misurazione della strada a sinistra e della strada centrale è compreso tra il 2% e l'errore della strada a destra è troppo grande. Questa differenza è legata alla precisione di installazione del sensore. Inoltre, anche le prestazioni del sensore possono causare questa differenza. Inoltre, il valore di riferimento misurato 40 viene ottenuto mediante ispezione visiva e questo errore di misurazione influenzerà anche l'analisi degli errori del risultato della misurazione.

Secondo il metodo di misurazione di cui sopra, la sensibilità del sistema di misurazione viene rilevata punto per punto e il campo di misurazione del sensore di profondità ad ultrasuoni

può essere ottenuto. Dal campo di misurazione della calibrazione sperimentale, una piccola area del sistema di misurazione non viene rilevata. Ciò è influenzato principalmente dall'angolo del fascio del sensore. Per target che non sono perpendicolari al raggio di trasmissione, il sensore con un angolo del raggio ampio può ottenere echi più forti. segnale, e quanto più stretto è l'angolo del fascio, tanto più vantaggioso è ridurre l'interferenza delle onde diffuse. È assolutamente necessario selezionare un sensore con un angolo del fascio adeguato per la misurazione omnidirezionale. I risultati sperimentali mostrano che all'interno della distanza di sicurezza del robot, il sistema di rilevamento può rilevare le condizioni ambientali di fronte ad esso in tutte le direzioni e in modo accurato, e i dati di misurazione non interferiranno con le esigenze di evitamento degli ostacoli del robot.

4 Conclusione

In questo articolo viene progettato un sistema di rilevamento del raggio d'azione per robot ad alte prestazioni, che utilizza più sensori per lavorare in parallelo, migliorando le prestazioni in tempo reale del raggio d'azione e proteggendo efficacemente le interferenze del sistema per soddisfare i requisiti di elusione dei robot mobili. Se il sistema viene migliorato, può essere progettato come un radar di retromarcia per migliorare le prestazioni di sicurezza dell'auto.

Per risolvere le carenze nel posizionamento e nella navigazione a ultrasuoni, questo articolo fornisce una soluzione per il sensore a ultrasuoni MB1004. Questo sensore è un sensore di prossimità con uscita del segnale di allarme di livello alto e basso. La portata misurabile può raggiungere 213 cm, adatta per il rilevamento dei pedoni e il parcheggio. Rilevamento ecc. Quando un pedone entra nel campo di rilevamento, MB1004 emette un segnale di allarme dal livello basso a quello alto. Allo stesso tempo, ha anche la funzione di emettere la distanza specifica del bersaglio e di emettere i dati sulla distanza tramite RS232. MB1004 è un sensore a ultrasuoni a bassissimo costo per il rilevamento umano. È adatto anche per il rilevamento di aree di prossimità, il rilevamento di pedoni, cabine/chioschi, navigazione automatica di robot, navigazione autonoma, array multisensore, rilevamento a distanza ravvicinata e altri campi.