Løs problemer med ultralydsensorer: problemer med refleksjon, støy og kryssing blir utfordringer

Anvendelsesprinsippet forultralydsensorer enkel, praktisk og rimelig. Imidlertid er det for tiden noen utfordringer innen ultralydsensornivåmåling, som refleksjon, støy og delefilterproblemer.

 

 

1. Refleksjonsproblem:

Objektet som oppdages er vanligvis ikke i en ideell vinkel, noe som resulterer iultralydsensoroppdager sjelden objektet riktig. De viktigste feilene inkluderer:

▪Trigonometrisk feil: Når det målte objektet er i en viss vinkel med ultralydavstandssensoren, er det en feil mellom den registrerte avstanden og den faktiske avstanden.

▪ Spekulær refleksjon: Spekulær refleksjon på den glatte overflaten til et objekt forhindrer lydbølger i å ekko, noe som resulterer i manglende evne til å detektere objektet korrekt.

▪Flere refleksjoner: Når du oppdager hjørner eller lignende strukturer, mottas lydbølger etter flere refleksjoner, noe som fører til at den faktiske deteksjonsverdien er forskjellig fra den sanne avstandsverdien.

Disse problemene kan løses ved å bruke flere ultralydspoler arrangert i en vinkel for å filtrere ut riktig avlesning.

2. Støy:

Selv om de flesteultralydsensorsoperere ved frekvenser så høye som 40-45kHz, som er mye høyere enn den menneskelige hørselsfrekvensen, produserer omgivelsene også støy ved lignende frekvenser. For eksempel høyfrekvent støy når motoren går, støy forårsaket av hjul som gnis på hardt underlag, vibrasjoner fra selve roboten og lydbølger som sendes ut av andre robotsensorer. Disse kan føre til at sensoren mottar feilsignaler.

For å løse dette problemet kan de utsendte ultralydbølgene kodes, for eksempel ved å sende ut et sett med lydbølger av forskjellig lengde, og først når detektoren oppdager samme kombinasjon av lydbølger, beregnes avstanden. Dette kan effektivt unngå feillesing forårsaket av miljøstøy.

3. Tverrgående problemer:

Når flereultralydsensorser installert på en maskin i en viss vinkel, kan det oppstå crossover-problemer. For eksempel blir lydbølgen som sendes ut av ultralydbølgen X fanget opp av sensorene Z og Y etter speilrefleksjon, noe som får Z og Y til å beregne en feil avstandsverdi basert på signalet.

Løsningen er å kode signalet som sendes ut av hver sensor for å sikre at hverultralydsensormottar kun sitt eget akustiske signal for å unngå kryssinterferens.