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利用超声波传感器测距原理和超声波避障 可以运用到不同领域

发布者:大禹电子 发布日期:2021-04-14  浏览量:129

  超声波传感器测距的原理

  超声波信号是指人类听力范围以上的信号,大约为30到480 kHz.对于超声波感应,最广泛使用的范围是40到70 kHz.频率决定范围和分辨率;较低的频率产生最大的感应范围。常用频率为58 kHz,测量分辨率为1厘米(cm),范围最大为11米。在300 kHz时,分辨率可能低至1毫米。但是,此频率范围的最大距离约为30 cm.

超声波传感器测距.jpg

  超声波收发器通过压电换能器辐射信号。当该信号撞击目标时,会产生反射信号。该信号在收发器处接收,收发器测量发送和返回的时间。然后,使用空气中的声速计算距离D.

  自由空间中的声音速度(以英尺/秒为单位)为1120.该值随温度和其他周围因素而变化,但是它是用于范围计算的良好平均值。

  D是超声信号的总往返行程,T是发送和接收的时间(以秒为单位)。那么往返距离为:

  D = 1120(T)

  收发器与远程目标之间的实际距离是D的一半。

  超声波避障

  超声波其实就是声波的一种,因为频率高于20kHz,所以人耳听不见,并且指向性更强。

  超声波测距的原理比红外线更加简单,因为声波遇到障碍物会反射,而声波的速度已知,所以只需要知道发射到接收的时间差,就能轻松计算出测量距离,再结合发射器和接收器的距离,就能算出障碍物的实际距离。

  超声波测距相比红外测距,价格更加便宜,相应的感应速度和精度也逊色一些。同样,由于需要主动发射声波,所以对于太远的障碍物,精度也会随着声波的衰减而降低,此外,对于海绵等吸收声波的物体或者在大风干扰的情况下,超声波将无法工作。

QQ截图20210414181357.jpg

  避障技术作为增加无人机安全飞行的保障也随着技术的发展日新月异。「避障功能」作为无人机在飞行过程中,通过其传感器收集周边环境的信息,测量距离从而做出相对应的动作指令,从而达到「避障」的作用,带来的最直接的好处就是,以往一些人为疏忽造成的撞击,现在都能经由避障功能去避免,既保障了无人机飞行安全的同时,也避免了对周围人员财产的损害,让飞无人机的门槛进一步得到了降低。目前,无人机的避障技术中最为常见的是超声波传感器、红外线传感器、激光传感器以及视觉传感器。

  超声波应用

  超声波技术已经进入了广泛的应用领域,最大的领域可能是接近检测和距离测量。其他包括储罐,流量测量系统和成像产品中的液位检测。大多数较新的应用都针对消费电子,汽车和工业/机器人领域。


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