Sonar do unikania przeszkód: ile czujników i gdzie je umieścić?

10

Jaka jest najlepsza pozycja / kąt, aby omijać przeszkody podczas nawigacji robota 2D? Ile powinno być?

Chciałbym wiedzieć, czy istnieje jakaś teoria lub przykłady problemu umieszczania. Zdaję sobie sprawę, że zależy to od sposobu poruszania się robota i jego geometrii, ale szukam ogólnych odpowiedzi.

mobile-robot sensors navigation acoustic-rangefinder Anton
źródło
Dlaczego po prostu nie użyjesz serwomechanizmu? Niektóre czujniki sonarowe są tak drogie, że jeśli potrzebujesz szerokiego kąta, serwo byłoby łatwiejsze, tańsze i wymagałoby mniejszej liczby pinów. Istnieje wada: nie możesz iść tak szybko, ponieważ nie byłby w stanie wyczuć wystarczająco szybko, chyba że dostaniesz czujnik wysokiej jakości. Ponadto serwomechanizmy wymagają dużej mocy, więc uważaj. Wiem, że masz już odpowiedź, chciałem tylko zwrócić na to uwagę społeczności.
Anonimowy pingwin

Odpowiedzi:

9

Zasadniczo głównym czynnikiem w czujnikach pozycjonujących jest faktyczna szerokość wiązki samych czujników. Zazwyczaj jest tak, że im większy zasięg czujnika, tym węższa szerokość wiązki.

Najpierw musisz obliczyć zakres, który chcesz wykryć, i wybrać czujniki, które działają w tym zakresie.

Następnie musisz zdecydować, jak szeroką rozpiętość kąta chcesz wyczuć na odległość. Na przykład możesz zdecydować się na pokrycie wszystkiego z przodu i po bokach robota (zakres 180 stopni, 90 stopni po obu stronach prostej).

Następnie dzielisz zakres kąta przez szerokość wiązki wybranego czujnika, aby uzyskać liczbę potrzebnych czujników.

Korzystając z powyższego przykładu, jeśli masz czujniki o szerokości wiązki 90 stopni, potrzebujesz tylko dwóch z nich, każdy pod kątem 45 stopni po obu stronach prostej. Jeśli masz czujniki dalekiego zasięgu o, powiedzmy, szerokości wiązki 20 stopni, potrzebujesz 9 z nich, aby pokryć ten sam obszar.

Oczywiście szerokość wiązki nie jest dokładnym pomiarem, więc prawdopodobnie bezpieczniej jest mieć pewne zachodzenie na siebie wiązek. Na koniec czujniki należy zainstalować symetrycznie między lewą i prawą stroną robota.

thisismyrobot
źródło
8

Aby rozwinąć odpowiedź tego ismyrobota , szerokość wiązki jest rzeczywiście ważna. Istnieje jednak wiele innych czynników, takich jak współczynnik odbicia otoczenia („jasność” akustyczna), częstotliwość transmisji itp.

Chociaż pochodzi z 1988 roku, unikanie przeszkód za pomocą czujników ultradźwiękowych dobrze obejmuje wyzwania - fizyka echa wydaje się nieznacznie zmieniać na przestrzeni lat :)

Artykuł dotyczący ultradźwiękowych czujników sonarowych na temat robotów generacji przedstawia niektóre z bardziej interesujących zagadnień w zakresie ultradźwięków: kształty wiązek i płaty (patrz rysunek 50 kHz).

Następnie powinieneś odwiedzić te bardziej szczegółowe artykuły na temat charakterystyki wiązki i wyboru czujnika:

Powrót 1986
źródło