Resolva problemas de sensores ultrassônicos: problemas de reflexão, ruído e cruzamento tornam-se desafios

O princípio de aplicação dosensor ultrassônicoé simples, conveniente e de baixo custo. No entanto, existem atualmente alguns desafios na medição de nível de sensores ultrassônicos, como problemas de reflexão, ruído e cruzamento.

 

 

1. Problema de reflexão:

O objeto que está sendo detectado geralmente não está em um ângulo ideal, o que resulta nasensor ultrassônicoraramente detectando o objeto corretamente. Os principais erros incluem:

▪Erro trigonométrico: Quando o objeto medido está em um determinado ângulo com o sensor ultrassônico de distância, há um erro entre a distância detectada e a distância real.

▪Reflexão especular: A reflexão especular na superfície lisa de um objeto evita que as ondas sonoras ecoem, resultando na incapacidade de detectar corretamente o objeto.

▪Múltiplas reflexões: Ao detectar cantos ou estruturas semelhantes, as ondas sonoras são recebidas após múltiplas reflexões, fazendo com que o valor real de detecção seja diferente do valor real da distância.

Esses problemas podem ser resolvidos usando múltiplas bobinas ultrassônicas dispostas em ângulo para filtrar a leitura correta.

2. Ruído:

Embora a maioriasensor ultrassônicosoperar em frequências tão altas quanto 40-45kHz, que é muito mais alta do que a frequência auditiva humana, o ambiente circundante também produz ruído em frequências semelhantes. Por exemplo, ruído de alta frequência quando o motor está funcionando, ruído causado pelo atrito das rodas em solo duro, vibração do próprio robô e ondas sonoras emitidas por outros sensores do robô. Isso pode fazer com que o sensor receba sinais errados.

Para resolver este problema, as ondas ultrassônicas emitidas podem ser codificadas, por exemplo, emitindo um conjunto de ondas sonoras de diferentes comprimentos, e somente quando o detector detecta a mesma combinação de ondas sonoras, a distância é calculada. Isso pode efetivamente evitar erros de leitura causados ​​pelo ruído ambiental.

3. Questões transversais:

Quando váriossensor ultrassônicossão instalados em uma máquina em um determinado ângulo, podem ocorrer problemas de cruzamento. Por exemplo, a onda sonora emitida pela onda ultrassônica X é capturada pelos sensores Z e Y após a reflexão no espelho, fazendo com que Z e Y calculem um valor de distância incorreto com base no sinal.

A solução é codificar o sinal emitido por cada sensor para garantir que cadasensor ultrassônicorecebe apenas seu próprio sinal acústico para evitar interferência cruzada.