Sonar zur Vermeidung von Hindernissen: Wie viele Sensoren und wo sollen sie platziert werden?

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Um Hindernisse während der 2D-Roboternavigation zu vermeiden, welche Position / welcher Winkel ist am besten geeignet, um die Sonarsensoren zu platzieren? Wie viele sollte es geben?

Ich würde gerne wissen, ob es eine Theorie oder Beispiele für das Problem der Platzierung gibt. Mir ist klar, dass es von der Art und Weise abhängt, wie sich der Roboter bewegt, und von seiner Geometrie, aber ich suche nach allgemeinen Antworten.

— Anton
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Warum benutzt du nicht einfach ein Servo? Einige Sonarsensoren sind so teuer, dass ein Servo einfacher, billiger und weniger Stifte benötigt, wenn Sie einen Weitwinkel benötigen. Es gibt einen Nachteil: Sie können nicht so schnell fahren, weil es nicht schnell genug erfassen kann, wenn Sie keinen hochwertigen Sensor erhalten. Auch Servos verbrauchen viel Strom, seien Sie also vorsichtig. Ich weiß, dass Sie bereits eine Antwort haben. Ich wollte die Community nur darauf hinweisen.

— Anonymer Pinguin

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Im Allgemeinen ist der Hauptfaktor bei der Positionierung von Sensoren die tatsächliche Strahlbreite der Sensoren selbst. Normalerweise ist die Strahlbreite umso schmaler, je größer die Reichweite des Sensors ist.

Zunächst müssen Sie also den Bereich ermitteln, den Sie erfassen möchten, und einige Sensoren auswählen, die in diesem Bereich arbeiten.

Dann müssen Sie entscheiden, in welchem Winkel Sie die Entfernung erfassen möchten. Sie können sich beispielsweise dafür entscheiden, alles vor und an den Seiten eines Roboters abzudecken (180-Grad-Bereich, 90 Grad zu beiden Seiten der Geradeausfahrt).

Anschließend dividieren Sie die Winkelspanne durch die Strahlbreite des von Ihnen ausgewählten Sensors, um die Anzahl der benötigten Sensoren zu erhalten.

Wenn Sie im obigen Beispiel Sensoren mit einer Strahlbreite von 90 Grad haben, benötigen Sie nur zwei von ihnen, jeweils bei 45 Grad zu beiden Seiten der Geradeausfahrt. Wenn Sie Sensoren mit größerer Reichweite und beispielsweise einer Strahlbreite von 20 Grad hätten, würden Sie 9 davon benötigen, um denselben Bereich abzudecken.

Offensichtlich ist die Strahlbreite kein genaues Maß, daher ist es wahrscheinlich sicherer, eine gewisse Überlappung der Strahlen zu haben. Schließlich sollten die Sensoren symmetrisch zwischen der linken und rechten Seite des Roboters installiert werden.

— thisismyrobot
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Um die Antwort von thisismyrobot zu erweitern , ist die Strahlbreite in der Tat wichtig. Es gibt jedoch eine Reihe anderer Faktoren, wie das Reflexionsvermögen der Umgebung (akustische "Helligkeit"), die Übertragungsfrequenz usw.

Obwohl es aus dem Jahr 1988 stammt, deckt die Vermeidung von Hindernissen mit Ultraschallsensoren die Herausforderungen gut ab - die Physik der Echoentfernung scheint sich im Laufe der Jahre kaum verändert zu haben :)

Der Artikel über Ultraschall-Sonarsensoren über Generation Robots stellt einige der interessanteren Themen im Bereich der Ultraschallentfernung vor: Strahlformen und Keulen (siehe Abbildung 50kHz).

Von dort aus sollten Sie diese detaillierteren Artikel zu Strahleigenschaften und Sensorauswahl besuchen:

— Throwback1986
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