Waarom ultrasone sensoren gebruiken voor hulp bij het ontwerpen van auto's?（2）

Analyse van interferentiefactoren en maatregelen worden genomen

Een van de grootste nadelen van het gebruik van meerdere sensoren om ultrasone golven parallel uit te zenden, is dat de interferentie ernstiger is, vooral de signaalinterferentie tussen de sensoren. De belangrijkste factoren die interferentie veroorzaken zijn als volgt:

1) Installatiefout van de Arduino ultrasone sensoren : Het genereren van ultrasone golven is de mechanische trilling van het piëzo-elektrische kristal, en de verbinding tussen de zendende en ontvangende sensoren veroorzaakt gemakkelijk interferentie; als de sensor en de grond schuin staan ​​of te laag zijn geïnstalleerd, is de ontvangende sensor gemakkelijk te ontvangen. De gereflecteerde golf van de grond zorgt ervoor dat de MCU wordt onderbroken.

2) De invloed van de ultrasone zijlob: nadat de transmissiegolf voorbij is, is de eerste golf die door de ontvangende sensor wordt ontvangen de overspraak door de golf, die de zijlob van de dichtstbijzijnde bron is of rechtstreeks de ontvangende transducer bereikt door diffractie van de zendende transducer veroorzaakt door het apparaat [3]. Daarom moet bij het installeren van de ultrasone sensor de afstand tussen de twee sondes groter zijn dan 3 cm.

3) Ultrasone resttrillingsinterferentie: de zendersensor zendt elke keer 8 sets ultrasone golven uit, elk met 5 ~ 8 golfvormen. Wanneer het obstakel relatief dichtbij is, kan de eerste set golfvormen de MCU-interrupt activeren. In dit geval is de ultrasone golf die kan worden uitgezonden bij het verlaten van de interrupt niet volledig verzwakt. Wanneer de interrupt de volgende keer wordt ingeschakeld, wordt de MCU-interrupt onmiddellijk geactiveerd, wat resulteert in interferentiegegevens.

4) Ultrasone kruisinterferentie: meerkanaalssensoren zenden parallel uit, de gereflecteerde ultrasone golven die door de ontvangende sensor worden ontvangen, worden mogelijk niet uitgezonden door de overeenkomstige zendsensor en de signalen tussen de sensoren zijn niet gesynchroniseerd, zodat het gemakkelijk is om ervoor te zorgen dat de meettijd onnauwkeurig is. Om deze reden zijn er veel interferentiegegevens in het experiment verschenen.

Om de navibratie en kruisinterferentie van de ultrasone afstandssensoren , de microcomputer met één chip gebruikt de trigger-interrupt-modus op laag niveau en de ultrasone transmissie wordt gestopt in de subroutine van de interrupt-service. Nadat de MCU de interrupt heeft geactiveerd, gedurende de periode waarin de ontvangende sensor de gereflecteerde golf kan ontvangen, wordt deze cyclisch uitgevoerd in de subroutine van de interruptservice, waarbij wordt gewacht tot de gereflecteerde ultrasone golf verzwakt totdat deze niet meer door het systeem kan worden herkend voordat de interrupt wordt verlaten.

Experimentele kalibratie

De blinde zone van het afstandssysteem is 10 cm. Omdat de maatregelen om obstakels te vermijden worden genomen wanneer de robot in het programma op een afstand van 40~50 cm van het obstakel staat, heeft de blinde zone van het afstandssysteem geen invloed op het vermijden van obstakels door de robot. Installeer het afstandssysteem op de robot en gebruik een plastic staaf met een straal van 1 cm om voor de robot te bewegen om de gevoeligheid van het afstandssysteem punt voor punt te detecteren. Het detectiepunt wordt geselecteerd op een rechte lijn evenwijdig aan de ultrasone sensor, met de middellijn van de twee sensoren als middelpunt, er wordt elke 5 cm aan beide zijden een punt geselecteerd en aan elke kant worden 4 punten geselecteerd. Uit de meetresultaten blijkt dat de meetfout van de linkerweg en de middenweg binnen 2% ligt en dat de fout van de rechterweg te groot is. Dit verschil houdt verband met de installatienauwkeurigheid van de sensor. Daarnaast kunnen de prestaties van de sensor dit verschil ook veroorzaken. Bovendien wordt de gemeten referentiewaarde 40 verkregen door visuele inspectie, en deze meetfout zal ook de foutanalyse van het meetresultaat beïnvloeden.

Volgens de bovenstaande meetmethode wordt de gevoeligheid van het bereiksysteem punt voor punt gedetecteerd, en het meetbereik van de ultrasone dieptesensor

kan worden verkregen. Vanuit het meetbereik van de experimentele kalibratie wordt een klein gebied van het afstandssysteem niet gedetecteerd. Dit wordt vooral beïnvloed door de stralingshoek van de sensor. Voor doelen die niet loodrecht op de zendbundel staan, kan de sensor met een grote stralingshoek sterkere echo's verkrijgen. Signaal, en hoe smaller de stralingshoek, hoe gunstiger het is om de interferentie van verstrooide golven te verminderen. Het is zeer noodzakelijk om een ​​sensor te selecteren met een geschikte stralingshoek voor omnidirectionele metingen. De experimentele resultaten laten zien dat het afstandssysteem binnen de veilige afstand van de robot de omgevingsomstandigheden ervoor in alle richtingen en nauwkeurig kan detecteren, en dat de meetgegevens de obstakelvermijdingsbehoeften van de robot niet zullen belemmeren.

4 Conclusie

In dit artikel wordt een krachtig robot-afstandssysteem ontworpen, dat meerdere sensoren gebruikt om parallel te werken, wat de real-time prestaties van het bereik verbetert en systeeminterferentie effectief afschermt om te voldoen aan de vereisten van het vermijden van mobiele robots. Als het systeem wordt verbeterd, kan het worden ontworpen als een achteruitrijradar voor auto's om de veiligheidsprestaties van de auto te verbeteren.

Om de tekortkomingen in ultrasone positionering en navigatie op te lossen, biedt dit artikel een oplossing voor de ultrasone sensor-MB1004. Deze sensor is een nabijheidssensor met alarmsignaaluitgang op hoog en laag niveau. Het meetbare bereik kan 213 cm bedragen, wat geschikt is voor voetgangersdetectie en parkeren. Detectie etc. Wanneer een voetganger het detectiebereik betreedt, geeft MB1004 een alarmsignaal af van laag niveau naar hoog niveau. Tegelijkertijd heeft het ook de functie om de specifieke afstand van het doel uit te voeren en de afstandsgegevens uit te voeren via RS232. MB1004 is een zeer goedkope ultrasone sensor voor menselijke detectie. Het is ook geschikt voor detectie van nabijheidsgebieden, voetgangersdetectie, cabines/kiosken, automatische robotnavigatie, autonome navigatie, multisensorarrays, detectie van dichtbij en andere velden.