Los problemen met ultrasone sensoren op: problemen met reflectie, ruis en cross-over worden uitdagingen

Het toepassingsprincipe vanultrasone sensoris eenvoudig, handig en goedkoop. Er zijn momenteel echter enkele uitdagingen bij de niveaumeting van ultrasone sensoren, zoals problemen met reflectie, ruis en crossover.

 

 

1. Reflectieprobleem:

Het gedetecteerde object bevindt zich meestal niet in een ideale hoek, wat resulteert in deultrasone sensorzelden het object correct detecteren. De belangrijkste fouten zijn onder meer:

▪Trigonometrische fout: wanneer het gemeten object zich onder een bepaalde hoek bevindt met de ultrasone afstandssensor, is er een fout tussen de gedetecteerde afstand en de werkelijke afstand.

▪Spiegelreflectie: Spiegelreflectie op het gladde oppervlak van een object voorkomt dat geluidsgolven weerkaatsen, wat resulteert in het onvermogen om het object correct te detecteren.

▪Meerdere reflecties: Bij het detecteren van hoeken of soortgelijke structuren worden geluidsgolven ontvangen na meerdere reflecties, waardoor de werkelijke detectiewaarde afwijkt van de werkelijke afstandswaarde.

Deze problemen kunnen worden opgelost door meerdere ultrasone spoelen te gebruiken die onder een hoek zijn geplaatst om de juiste meetwaarde eruit te filteren.

2. Geluid:

Hoewel de meesteultrasone sensorswerken op frequenties zo hoog als 40-45kHz, wat veel hoger is dan de menselijke gehoorfrequentie, produceert de omgeving ook geluid op vergelijkbare frequenties. Bijvoorbeeld hoogfrequent geluid wanneer de motor draait, geluid veroorzaakt door wielen die over harde grond wrijven, trillingen van de robot zelf en geluidsgolven die worden uitgezonden door andere robotsensoren. Deze kunnen ervoor zorgen dat de sensor foutieve signalen ontvangt.

Om dit probleem op te lossen kunnen de uitgezonden ultrasone golven bijvoorbeeld worden gecodeerd door een reeks geluidsgolven met verschillende lengtes uit te zenden, en alleen wanneer de detector dezelfde combinatie van geluidsgolven detecteert, wordt de afstand berekend. Dit kan op effectieve wijze leesfouten als gevolg van omgevingsgeluid voorkomen.

3. Transversale kwesties:

Wanneer meerdereultrasone sensorsAls ze onder een bepaalde hoek op een machine worden geïnstalleerd, kunnen er crossover-problemen optreden. De geluidsgolf die wordt uitgezonden door ultrasone golf X wordt bijvoorbeeld opgevangen door sensoren Z en Y na spiegelreflectie, waardoor Z en Y op basis van het signaal een onjuiste afstandswaarde berekenen.

De oplossing is om het signaal dat door elke sensor wordt uitgezonden te coderen om ervoor te zorgen dat elke sensor dat doetultrasone sensorontvangt alleen zijn eigen akoestische signaal om kruisinterferentie te voorkomen.