Resuelva los problemas de los sensores ultrasónicos: los problemas de reflexión, ruido y cruce se convierten en desafíos

El principio de aplicación desensor ultrasónicoes simple, conveniente y de bajo costo. Sin embargo, actualmente existen algunos desafíos en la medición de nivel de sensores ultrasónicos, como problemas de reflexión, ruido y cruce.

 

 

1. Problema de reflexión:

El objeto que se detecta generalmente no está en un ángulo ideal, lo que resulta en lasensor ultrasónicorara vez detecta el objeto correctamente. Los principales errores incluyen:

▪Error trigonométrico: cuando el objeto medido está en un cierto ángulo con el sensor de distancia ultrasónico, hay un error entre la distancia detectada y la distancia real.

▪Reflexión especular: la reflexión especular sobre la superficie lisa de un objeto evita que las ondas sonoras hagan eco, lo que resulta en la incapacidad de detectar correctamente el objeto.

▪Múltiples reflejos: al detectar esquinas o estructuras similares, se reciben ondas de sonido después de múltiples reflejos, lo que hace que el valor de detección real sea diferente del valor de distancia real.

Estos problemas se pueden resolver utilizando múltiples bobinas ultrasónicas dispuestas en ángulo para filtrar la lectura correcta.

2. Ruido:

Aunque la mayoríasensor ultrasónicosfuncionan a frecuencias tan altas como 40-45kHz, que es mucho más alta que la frecuencia auditiva humana, el entorno circundante también produce ruido a frecuencias similares. Por ejemplo, ruido de alta frecuencia cuando el motor está en marcha, ruido causado por el roce de las ruedas contra suelo duro, vibración del propio robot y ondas sonoras emitidas por otros sensores del robot. Esto puede hacer que el sensor reciba señales erróneas.

Para solucionar este problema, las ondas ultrasónicas emitidas se pueden codificar, por ejemplo, emitiendo un conjunto de ondas sonoras de diferentes longitudes, y sólo cuando el detector detecta la misma combinación de ondas sonoras, se calcula la distancia. Esto puede evitar eficazmente lecturas erróneas causadas por el ruido ambiental.

3. Cuestiones transversales:

cuando son múltiplessensor ultrasónicosse instalan en una máquina en un cierto ángulo, pueden ocurrir problemas de cruce. Por ejemplo, la onda de sonido emitida por la onda ultrasónica X es capturada por los sensores Z e Y después de la reflexión en el espejo, lo que hace que Z e Y calculen un valor de distancia incorrecto basándose en la señal.

La solución es codificar la señal emitida por cada sensor para garantizar que cadasensor ultrasónicosólo recibe su propia señal acústica para evitar interferencias cruzadas.