Навіщо використовувати ультразвукові датчики для допомоги при проектуванні автомобілів? (2)

Аналіз факторів перешкод і вжито заходів

Одним із найбільших недоліків використання кількох датчиків для паралельної передачі ультразвукових хвиль є те, що перешкоди є більш серйозними, особливо перешкоди сигналу між датчиками. Основні фактори, що викликають перешкоди:

1) Помилка встановлення Ультразвукові датчики arduino : генерація ультразвукових хвиль є механічною вібрацією п’єзоелектричного кристала, а зв’язок між передавальним і приймальним датчиками легко спричинити перешкоди; якщо датчик і земля нахилені або встановлені занадто низько, приймальний датчик легко отримати. Відбита від землі хвиля викликає переривання MCU.

2) Вплив бічної ультразвукової пелюстки: після закінчення хвилі передачі перша хвиля, отримана приймальним датчиком, є хвилею перехресних перешкод, яка є бічним пелюстком променя ближнього джерела або безпосередньо досягає приймального перетворювача через дифракцію на передавальному перетворювачі, викликаному пристроєм [3]. Тому при установці ультразвукового датчика відстань між двома зондами повинна бути більше 3 см.

3) Ультразвукова залишкова вібрація Коли перешкода знаходиться відносно близько, перший набір сигналів може викликати переривання MCU. У цьому випадку ультразвукова хвиля, яка може випромінюватися при виході з переривання, не була повністю ослаблена. Коли переривання вмикається наступного разу, переривання MCU буде негайно запущено, що призведе до даних про перешкоди.

4) Ультразвукові перехресні перешкоди: багатоканальні датчики передають паралельно, відбиті ультразвукові хвилі, отримані приймальним датчиком, можуть не випромінюватися відповідним передавальним датчиком, а сигнали між датчиками не синхронізовані, тому можна легко спричинити неточність часу вимірювання. Багато даних про перешкоди, які з'явилися в експерименті, викликані цією причиною.

Для захисту від вібрації та перехресних перешкод ультразвукові датчики відстані , однокристальний мікрокомп’ютер використовує режим переривання низького рівня, а ультразвукова передача припиняється в підпрограмі обслуговування переривань. Після того, як MCU ініціює переривання, протягом періоду, коли приймальний датчик може приймати відбиту хвилю, воно циклічно виконується в підпрограмі обслуговування переривання, очікуючи, поки відбита ультразвукова хвиля ослабне, поки вона не буде розпізнана системою перед виходом з переривання.

Експериментальне калібрування

Сліпа зона дальномірної системи становить 10 см. Оскільки заходи щодо уникнення перешкод вживаються, коли робот налаштований на відстань 40–50 см від перешкоди в програмі, сліпа зона системи визначення дальності не впливатиме на уникнення роботом перешкод. Встановіть систему вимірювання відстані на робота та використовуйте пластиковий стрижень радіусом 1 см, щоб рухатися перед роботом, щоб визначити чутливість системи вимірювання відстані точково. Точка виявлення вибирається на прямій лінії, паралельній ультразвуковому датчику, з центральною лінією двох датчиків, вибирається точка через кожні 5 см з обох боків, і вибирається 4 точки з кожного боку. З результатів вимірювання видно, що похибка вимірювання лівої та середньої дороги знаходиться в межах 2%, а похибка правої дороги занадто велика. Ця різниця пов'язана з точністю установки датчика. Крім того, продуктивність датчика також може спричинити цю різницю. Крім того, виміряне контрольне значення 40 отримують шляхом візуального контролю, і ця похибка вимірювання також впливатиме на аналіз похибок результату вимірювання.

Згідно з наведеним вище методом вимірювання, чутливість системи визначення дальності визначається точково, а діапазон вимірювання ультразвуковий датчик глибини

можна отримати. З діапазону вимірювання експериментального калібрування невелика ділянка системи визначення дальності не виявляється. В основному на це впливає кут променя датчика. Для цілей, які не перпендикулярні до передавального променя, датчик з великим кутом променя може отримати сильніші відлуння. Сигнал, і чим вужчий кут променя, тим вигідніше зменшити інтерференцію розсіяних хвиль. Дуже важливо вибрати датчик з відповідним кутом променя для всенаправленого вимірювання. Результати експерименту показують, що на безпечній відстані від робота система визначення дальності може точно й у всіх напрямках визначати умови навколишнього середовища перед ним, а дані вимірювань не заважатимуть роботі уникати перешкод.

4 Висновок

У цій статті розроблено високоефективну систему вимірювання дальності робота, яка використовує кілька датчиків для паралельної роботи, що покращує продуктивність визначення дальності в реальному часі та ефективно екранує перешкоди системі, щоб відповідати вимогам уникнення мобільних роботів. Якщо систему вдосконалити, її можна сконструювати як автомобільний радар заднього ходу для підвищення безпеки автомобіля.

Щоб усунути недоліки в ультразвуковому позиціонуванні та навігації, ця стаття пропонує рішення для ультразвукового датчика MB1004. Цей датчик є датчиком наближення з сигналом тривоги високого та низького рівня. Діапазон вимірювання може досягати 213 см, що підходить для виявлення пішоходів і паркування. Виявлення тощо. Коли пішохід потрапляє в зону виявлення, MB1004 видасть сигнал тривоги від низького до високого рівня. У той же час він також має функцію виведення конкретної відстані до цілі та виведення даних про відстань через RS232. MB1004 — дуже недорогий ультразвуковий датчик для виявлення людини. Він також підходить для виявлення зони близькості, виявлення пішоходів, кабінок/кіосків, автоматичної навігації роботів, автономної навігації, мультисенсорних масивів, виявлення на близькій відстані та інших полях.