ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012
53
где
d
1
,
d
2
–
расстояния, измеренные первым и вторым сенсорами;
θ
–
угол, характеризующий взаимное расположение СМР и поверхности;
α
–
угол диаграммы направленности сенсора.
Рис. 3. Схема вычисления расстояния между СМР и стеной
Указанные обстоятельства
затрудняют применение отдельных
ультразвуковых дальномеров для уточнения динамической карты
местности. Поэтому для локализации объектов предлагается исполь-
зовать массив ультразвуковых дальномеров, работающих согласо-
ванно друг с другом. Выделим три аспекта, которые необходимо учи-
тывать при разработке такого массива. Во-первых, выбор характери-
стик сенсора, в том числе его диаграммы направленности, должен
зависеть от габаритов СМР и размеров препятствий в зоне функцио-
нирования. Во-вторых, расположение сенсоров должно определяться
шириной их диаграмм направленности и дальностью действия.
В-третьих, необходимо также учитывать наличие кросс-эха, т. е. вли-
яние отраженного сигнала одного из датчиков на результат измере-
ния другого, при работе соседних сенсоров. В случае взаимного пе-
рекрытия диаграмм направленности показания сенсоров становятся
неопределенными, поскольку один и тот же сенсор последовательно
выдает разные показания (см. рис. 2,
а
).
Первые два аспекта должны учитываться на стадии проектирова-
ния СМР и решаются в зависимости от требований к его конструк-
ции. Решение третьей проблемы возможно двумя способами: путем
регистрации и учета эффекта кросс-эха [1] или поочередным включе-
нием сенсоров для устранения взаимовлияния.
В данной работе предлагается использовать массив узконаправ-
ленных ультразвуковых дальномеров с пересекающимися диаграмма-
ми направленности, а их взаимовлияние устранять алгоритмически –
с помощью соответствующего протокола опроса.
Структура и принцип функционирования системы ультра-
звуковой навигации.
Сенсорную систему СМР предлагается стро-
ить по модульному принципу в виде двух подсистем: лазерной нави-