超聲波傳感器應用于簡單的原理,也很方便,成本很低。然而,當前的超聲波傳感器具有一些缺點,例如反射問題,噪聲問題和交叉問題。
1.反射問題
如果物體始終處于正確的角度,則超聲波傳感器將獲得正確的角度。不幸的是,實際上,很少有被檢測到的物體能夠被正確地檢測到。
可能會發生幾個錯誤:
2.三角學
當被測物體與傳感器成一定角度時,檢測到的距離與實際距離之間存在三角誤差。
鏡面反射
這個問題與我們在高中物理中學到的關于光反射的問題相同。在某些角度下,發出的聲波會從光滑的物體上反射出來,因此它們不會產生回聲,因此不會產生范圍讀數。超聲波傳感器會忽略物體。
多次反射
在檢測拐角或類似結構時,這種現象更為常見。聲波在被傳感器拾取之前來回反彈幾次,因此實際檢測到的值不是真實的距離值。
這些問題可以通過使用多個以一定角度布置的超聲波環來解決。通過檢測多個超聲波的返回值,用于篩選正確的讀數。
5.噪音
盡管大多數超聲波傳感器的工作頻率在40到45Khz之間,但它們遠高于人類聽到的聲音。但是周圍的環境也會產生類似頻率的噪聲。例如,電動機在旋轉過程中會產生一定的高頻,由車輪在堅硬地面上的摩擦,機器人本身的振動,甚至是其他機器人的超聲波傳感器發出的聲波引起的高頻噪聲。有多個機器人,所有這些機器人都會導致傳感器接收到錯誤的信號。
通過對發出的超聲波進行編碼(例如發送具有不同長度的長聲和短聲波)并僅在探頭檢測到相同的聲音組合時才計算距離,可以解決此問題。這樣可以有效避免環境噪聲引起的誤解。
6.交叉問題
當多個超聲波傳感器以一定角度安裝在機器人上時,會導致交叉問題。超聲波X發射的聲波在鏡子中反射,然后被傳感器Z和Y拾取,然后傳感器Z和Y根據該信號計算距離,從而無法獲得正確的測量值。
解決方案是對每個傳感器的信號進行編碼。讓每個超聲波傳感器只聽到自己的聲音。