حل مشاكل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: تصبح مشكلات الانعكاس والضوضاء والتقاطع بمثابة تحديات

مبدأ تطبيقجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتيةبسيطة ومريحة ومنخفضة التكلفة. ومع ذلك، هناك حاليًا بعض التحديات في قياس مستوى أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية، مثل مشاكل الانعكاس والضوضاء والتقاطع.

 

 

1. مشكلة الانعكاس:

عادةً ما لا يكون الكائن الذي يتم اكتشافه بزاوية مثالية، مما يؤدي إلى حدوث خطأجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتيةنادرا ما يتم اكتشاف الكائن بشكل صحيح. الأخطاء الرئيسية تشمل:

▪خطأ مثلثي: عندما يكون الجسم المقاس في زاوية معينة باستخدام مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية، يكون هناك خطأ بين المسافة المكتشفة والمسافة الفعلية.

▪الانعكاس المرآوي: الانعكاس المرآوي على السطح الأملس لجسم ما يمنع الموجات الصوتية من الصدى، مما يؤدي إلى عدم القدرة على اكتشاف الكائن بشكل صحيح.

▪الانعكاسات المتعددة: عند اكتشاف الزوايا أو الهياكل المشابهة، يتم استقبال موجات صوتية بعد انعكاسات متعددة، مما يتسبب في اختلاف قيمة الكشف الفعلية عن قيمة المسافة الحقيقية.

يمكن حل هذه المشاكل باستخدام ملفات بالموجات فوق الصوتية المتعددة مرتبة بزاوية لتصفية القراءة الصحيحة.

2. الضوضاء:

على الرغم من أن معظمجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتيةsتعمل بترددات تصل إلى 40-45 كيلو هرتز، وهو أعلى بكثير من تردد السمع البشري، كما تنتج البيئة المحيطة ضوضاء بترددات مماثلة. على سبيل المثال، الضوضاء عالية التردد عند تشغيل المحرك، والضوضاء الناتجة عن احتكاك العجلات بأرض صلبة، واهتزاز الروبوت نفسه، والموجات الصوتية المنبعثة من أجهزة استشعار الروبوت الأخرى. قد يتسبب ذلك في استقبال المستشعر لإشارات خاطئة.

ولحل هذه المشكلة، يمكن تشفير الموجات فوق الصوتية المنبعثة، على سبيل المثال، عن طريق إصدار مجموعة من الموجات الصوتية ذات أطوال مختلفة، وفقط عندما يكتشف الكاشف نفس مجموعة الموجات الصوتية، يتم حساب المسافة. وهذا يمكن أن يتجنب بشكل فعال القراءة الخاطئة الناجمة عن الضوضاء البيئية.

3. القضايا الشاملة:

عندما متعددةجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتيةsمثبتة على جهاز بزاوية معينة، يمكن أن تحدث مشكلات التقاطع. على سبيل المثال، يتم التقاط الموجة الصوتية المنبعثة من الموجات فوق الصوتية X بواسطة المستشعرين Z وY بعد انعكاس المرآة، مما يتسبب في قيام Z وY بحساب قيمة مسافة غير صحيحة بناءً على الإشارة.

الحل هو تشفير الإشارة المنبعثة من كل مستشعر للتأكد من أن كل منهاجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتيةيتلقى فقط الإشارة الصوتية الخاصة به لتجنب التداخل المتقاطع.