לפתור בעיות בחיישנים אולטרסאונדים: השתקפות, רעש ובעיות הצלבה הופכות לאתגרים

עקרון היישום שלחיישן קוליהוא פשוט, נוח ובעלות נמוכה. עם זאת, ישנם כיום כמה אתגרים במדידת רמת חיישן קולי, כגון השתקפות, רעש ובעיות הצלבה.

 

 

1. בעיית השתקפות:

האובייקט המתגלה בדרך כלל אינו בזווית אידיאלית, מה שגורם ל-חיישן קולילעיתים רחוקות מזהה את האובייקט בצורה נכונה. השגיאות העיקריות כוללות:

▪שגיאה טריגונומטרית: כאשר האובייקט הנמדד נמצא בזווית מסוימת עם חיישן המרחק האולטראסוני, ישנה שגיאה בין המרחק שזוהה למרחק בפועל.

▪שתקפות ספקולרית: השתקפות ספקולרית על פני השטח החלקים של עצם מונעת הדהוד של גלי קול, וכתוצאה מכך חוסר היכולת לזהות נכון את האובייקט.

▪השתקפויות מרובות: בעת זיהוי פינות או מבנים דומים, גלי קול מתקבלים לאחר השתקפויות מרובות, מה שגורם לערך הזיהוי בפועל להיות שונה מערך המרחק האמיתי.

ניתן לפתור בעיות אלו על ידי שימוש במספר סלילים אולטראסוניים המסודרים בזווית כדי לסנן את הקריאה הנכונה.

2. רעש:

למרות הרובחיישן קוליsפועלים בתדרים גבוהים כמו 40-45kHz, שהוא הרבה יותר גבוה מתדר השמיעה האנושית, הסביבה שמסביב מייצרת גם רעש בתדרים דומים. לדוגמה, רעש בתדר גבוה כאשר המנוע פועל, רעש הנגרם משפשוף גלגלים על קרקע קשה, רטט של הרובוט עצמו וגלי קול הנפלטים מחיישני רובוט אחרים. אלה עלולים לגרום לחיישן לקבל אותות שגויים.

כדי לפתור בעיה זו, ניתן לקודד את הגלים האולטראסוניים הנפלטים, למשל, על ידי פליטת סט של גלי קול באורכים שונים, ורק כאשר הגלאי מזהה את אותו שילוב של גלי קול, מחושב המרחק. זה יכול למעשה למנוע קריאה שגויה הנגרמת על ידי רעש סביבתי.

3. בעיות רוחביות:

כאשר מרוביםחיישן קוליsמותקנים על מכונה בזווית מסוימת, יכולות להתרחש בעיות מוצלבות. לדוגמה, גל הקול הנפלט מגל אולטרסאונד X נקלט על ידי חיישנים Z ו-Y לאחר השתקפות מראה, מה שגורם ל-Z ו-Y לחשב ערך מרחק שגוי על סמך האות.

הפתרון הוא לקודד את האות הנפלט על ידי כל חיישן כדי להבטיח שכל אחד מהםחיישן קולימקבל רק אות אקוסטי משלו כדי למנוע הפרעות צולבות.