Risolvi i problemi dei sensori a ultrasuoni: i problemi di riflessione, rumore e crossover diventano sfide

Il principio applicativo disensore ad ultrasuoniè semplice, conveniente ed economico. Tuttavia, attualmente ci sono alcune sfide nella misurazione del livello dei sensori a ultrasuoni, come problemi di riflessione, rumore e crossover.

 

 

1. Problema di riflessione:

L'oggetto rilevato solitamente non si trova ad un angolo ideale, il che si traduce insensore ad ultrasuoniraramente rilevando correttamente l'oggetto. Gli errori principali includono:

▪Errore trigonometrico: Quando l'oggetto misurato si trova ad un certo angolo con il sensore di distanza a ultrasuoni, c'è un errore tra la distanza rilevata e la distanza effettiva.

▪Riflessione speculare: la riflessione speculare sulla superficie liscia di un oggetto impedisce l'eco delle onde sonore, con conseguente incapacità di rilevare correttamente l'oggetto.

▪Riflessioni multiple: quando si rilevano angoli o strutture simili, le onde sonore vengono ricevute dopo riflessioni multiple, facendo sì che il valore di rilevamento effettivo sia diverso dal valore di distanza reale.

Questi problemi possono essere risolti utilizzando più bobine a ultrasuoni disposte ad angolo per filtrare la lettura corretta.

2. Rumore:

Anche se la maggior partesensore ad ultrasuonisfunzionano a frequenze fino a 40-45kHz, che è molto più alta della frequenza dell'udito umano, anche l'ambiente circostante produce rumore a frequenze simili. Ad esempio, rumore ad alta frequenza quando il motore è in funzione, rumore causato dallo sfregamento delle ruote su un terreno duro, vibrazioni del robot stesso e onde sonore emesse da altri sensori del robot. Ciò può far sì che il sensore riceva segnali errati.

Per risolvere questo problema, le onde ultrasoniche emesse possono essere codificate, ad esempio, emettendo una serie di onde sonore di diverse lunghezze, e solo quando il rilevatore rileva la stessa combinazione di onde sonore, viene calcolata la distanza. Ciò può efficacemente evitare la lettura errata causata dal rumore ambientale.

3. Questioni trasversali:

Quando multiplosensore ad ultrasuonissono installati su una macchina con una certa angolazione, possono verificarsi problemi di crossover. Ad esempio, l'onda sonora emessa dall'onda ultrasonica X viene catturata dai sensori Z e Y dopo la riflessione dello specchio, facendo sì che Z e Y calcolino un valore di distanza errato in base al segnale.

La soluzione è codificare il segnale emesso da ciascun sensore per garantire che ciascunosensore ad ultrasuoniriceve solo il proprio segnale acustico per evitare interferenze incrociate.