¿Por qué utilizar sensores ultrasónicos para asistencia en el diseño del automóvil? (2)

Análisis de interferenciaSe toman factores y medidas.

Una de las mayores desventajas de usar múltiples sensores para transmitir ondas ultrasónicas en paralelo es que la interferencia es más grave, especialmente la interferencia de la señal entre los sensores. Los principales factores que causan interferencias son los siguientes:

1) Error de instalación de laSensores ultrasónicos arduinos: La generación de ondas ultrasónicas es la vibración mecánica del cristal piezoeléctrico, y la conexión entre los sensores de transmisión y recepción es fácil de causar interferencias; Si el sensor y el suelo están inclinados o instalados demasiado bajos, el sensor de recepción es fácil de recibir la onda reflejada del suelo desencadena el MCU para interrumpir.

2) La influencia del sillobe ultrasónico: después de que la onda de transmisión haya terminado, la primera onda recibida por el sensor de recepción es la interferencia a través de la onda, que es el sillobe de haz de la fuente cercana o llega directamente al transductor de recepción a través de la difracción por el transductor de transmisión Causado por el dispositivo [3]. Por lo tanto, al instalar el sensor ultrasónico, la distancia entre las dos sondas debe ser mayor a 3 cm.

3) Interferencia de vibración residual ultrasónica: el sensor del transmisor emite 8 conjuntos de ondas ultrasónicas cada vez, cada una con 5 ~ 8 formas de onda. Cuando el obstáculo está relativamente cerca, el primer conjunto de formas de onda puede desencadenar la interrupción de MCU. En este caso, la ola ultrasónica que se puede emitir al salir de la interrupción no ha sido completamente atenuada. Cuando la interrupción se enciende la próxima vez, la interrupción de MCU se activará de inmediato, lo que resultará en datos de interferencia.

4) Interferencia cruzada ultrasónica: los sensores de multicanal transmiten en paralelo, las ondas ultrasónicas reflejadas recibidas por el sensor de recepción no pueden ser emitidas por el sensor de transmisión correspondiente, y las señales entre los sensores no están sincronizadas, de modo que es fácil causar El tiempo de medición para ser inexacto. Muchos datos de interferencia aparecieron en el experimento se causan por esta razón.

Para proteger la vibración después de la vibración y la interferencia cruzada de laSensores de distancia ultrasónicaEl microordenador de un solo chip adopta el modo de interrupción de disparador de bajo nivel, y la transmisión ultrasónica se detiene en la subrutina de servicio de interrupción. Después de que la MCU desencadena la interrupción, durante el período en que el sensor de recepción puede recibir la onda reflejada, se ha ejecutado cíclicamente en la subrutina de servicio de interrupción, esperando que la ola ultrasónica reflejada se atenúe hasta que no pueda ser reconocido por el sistema antes de salir del sistema. interrumpir.

Calibración experimental

La zona ciega del sistema de rango es de 10 cm. Dado que las medidas de evitación de obstáculos se toman cuando el robot se establece en 40 a 50 cm de distancia del obstáculo en el programa, la zona ciega del sistema de rango no afectará la evitación de obstáculos del robot. Instale el sistema de rango en el robot, y use una varilla de plástico con un radio de 1 cm para moverse delante del robot para detectar la sensibilidad del punto de rango de sistema por punto. El punto de detección se selecciona en una línea recta paralela al sensor ultrasónico, con la línea central de los dos sensores como el centro, se selecciona un punto cada 5 cm a ambos lados, y se seleccionan 4 puntos en cada lado. Los resultados de la medición se pueden ver en los resultados de la medición que el error de medición de la carretera izquierda y la carretera intermedia es dentro del 2%, y el error del camino correcto es demasiado grande. Esta diferencia está relacionada con la precisión de la instalación del sensor. Además, el rendimiento del sensor también puede causar esta diferencia. Además, el valor de referencia medido 40 se obtiene por inspección visual, y este error de medición también afectará el análisis de errores del resultado de la medición.

De acuerdo con el método de medición anterior, la sensibilidad del sistema de rango se detecta punto por punto y el rango de medición de laSensor de profundidad ultrasónica

Puede ser obtenido. Desde el rango de medición de la calibración experimental, no se detecta un área pequeña del sistema de rango. Esto se ve afectado principalmente por el ángulo de haz del sensor. Para los objetivos que no son perpendiculares al haz de transmisión, el sensor con un ángulo de haz grande puede obtener ecos más fuertes. Señal, y el ángulo de haz más estrecho, cuanto más beneficioso es reducir la interferencia de las ondas dispersas. Es muy necesario seleccionar un sensor con un ángulo de haz adecuado para la medición omnidireccional. Los resultados experimentales muestran que dentro de la distancia segura del robot, el sistema de rango puede detectar las condiciones ambientales delante de ella en todas las direcciones y con precisión, y los datos de medición no interferirán con las necesidades de evitación de obstáculos del robot.

4. Conclusión

En este documento, se diseñó un sistema de robot de alto rendimiento, que utiliza múltiples sensores para trabajar en paralelo, lo que mejora el rendimiento en tiempo real de rango, y protege de manera efectiva la interferencia del sistema para cumplir con los requisitos de la evitación de robots móviles. Si se mejora el sistema, se puede diseñar como un radar de inversión para mejorar el rendimiento de seguridad del automóvil.

Para resolver las deficiencias en el posicionamiento ultrasónico y la navegación, este artículo proporciona una solución para el sensor ultrasónico-MB1004. Este sensor es un sensor de proximidad con salida de señal de alarma de alto nivel y bajo nivel. El rango medible puede alcanzar las 213 cm, que es adecuado para la detección de peatones y el estacionamiento. Detección, etc. Cuando un peatón entra en el rango de detección, MB1004 emitirá una señal de alarma desde un nivel bajo a nivel alto. Al mismo tiempo, también tiene la función de generar la distancia específica del objetivo y emitir los datos de distancia a través de RS232. MB1004 es un sensor ultrasónico de muy bajo costo para la detección humana. También es adecuado para detección de área de proximidad, detección de peatones, cabinas / quioscos, navegación automática de robots, navegación autónoma, matrices de múltiples sensores, detección de corta distancia y otros campos.