Team GRA・CHAN!

Robocup Junior サッカーに挑戦しているTeam”GRA・CHAN!”ロボ日記

Entries

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

超音波センサというのは?? - その5 今までの補足 さらにその2-

こんにちは、GRA父です。

今回は前回の”補足その1”を書いているときに、大部分出来上がっていたおかげで、今回UPが速くできました(笑)

そんな人はまったくいない!!とは思いますが、万が一待ってた人、おまっとうさんです。

このシリーズも、もうじきお終いになりま~す。

これが終わると、ついにネタ切れになりますので、GRA・CHAN!が活動しない以上、もう粘りようもないので、これからどうすっかなぁ~なんて考えいる私がいます。

といいつつ、あともう1回、ありますけど(笑)
まぁ、先の話はおいておきましょう。

さて、話を戻して。

前回は、複数の超音波センサの動かし方における注意点というか、なんというかを書きましたが、今回も似たようなものです。

その1、超音波センサの干渉。

複数個の超音波センサを使った仕組みを考えると、必ず発生するというか、悪夢に感じてしまうのが”干渉”です。

基本的に”干渉”というのは、例を挙げると、AとB、2つの超音波センサがあり、Aの超音波センサの超音波の反射波を、Bの超音波センサが受信しようとしているタイミングでBが受信してしまうことにより動作というか計測データが不安定になる現象です。

まず超音波の原理のおさらいとなりますが、超音波は物体にあたると反射しますので、何度も跳ね返って戻ってきます。
そして超音波は空気中での伝播によりエネルギーが減少し減衰します。
(もうちょっと書くと、物体に跳ね返るときもエネルギーは減衰するんですけどね・・・。)

”エネルギーが減衰”というのは、イメージ的には空気という壁を何回も突破していくので、だんだん突破力が弱くなっていくことと思えばいいのでしょうかね?(と、教えましたが。)

減衰するということは、いつかはなくなるのですが、ロボカップジュニアのサッカーコート程度の広さだと結構な時間がかかります。

”補足その1”でも書いたとおり、基本的には超音波センサを1個、1個動かすのですから、そんなに他の超音波センサの反射波の影響を受けないと思われがちですが、送信した超音波をすべて反射波として受信し切れていないので、受信できなかった余りの反射波があります。
その余りの超音波を別の超音波センサが受信してしまい、正常な計測ができないような状況が起こりえます。

ここでPING)))では実際??ですが、通常の超音波センサは、反射してくると思われる計測待ち(反射波待ち)時間内での反射波がある基準以上の反射波の強さ(=受信レベル)によって返ってきたと判断していますので、超音波は減衰するのですから、待ち時間中でも弱いレベルで超音波を受信すれば、それは反射波が返ってきていないということになります。

実際に考えると超音波の速度は約340m/sですから、そこまで高速に移動するロボットはできないので、ほぼ必ずロボットに反射波がぶつかっていますから、減衰またはボディ形状による拡散反射をしていますので、もう一度、つまり2度目の反射波は、かなり弱い反射波になります。

ちょっと話がそれますけど、前にも書きましたが、いくら受信レベルがしきい値以上でも待ち時間をオーバーしていれば返ってきていない!ということになります(=復習)

話を戻しますね。

正しい考え方ではないですが、PING)))でイメージする場合、PING)))の測定距離は約3mでしたよね。

つまり約3mと判断できる反射波の受信レベルまでは、反射物体を何回も跳ね返って、その上、計測可能時間までに反射波が戻れば約3mとなってしまいます。

これを防ぐ方法しては、1個1個、超音波センサを動かすとき、つまりAの超音波センサを動かし終わったら、少し時間をおいてからBの超音波センサを動かすようにすると、この余りの反射波による干渉が軽減できるというか影響を受けにくくなります。

いや、ほぼ受けないと思ってもいいです。

つまり約3m以上と判断する時間を経過さえすれば、もう反射波がきても、例え受信中であっても計測しない(反射波がきた!)と判断しなくなります。

でも所詮、”余り反射波”ですから、もう既に超音波は減衰しているので、ここまでの時間は不要ですね。

あとは超音波センサの取り付け位置にも関わりますが、前後左右と4個付けるのであれば、例えば左の超音波センサを動かして、少し時間を空けて右の超音波センサを動かす。

そしてまたしても少し時間を空けて前の超音波センサを動かし、また少し時間を空けて後ろの超音波センサを動かすという風にすれば”干渉”の影響は受けにくくなります(笑)

この”少し空ける時間”ですが、取り付け位置や構造によって大きく変わりますので、各自で実験が必要ですのであしからず。


-実験が面倒な人へ(笑)-

ホント、実験なんかめんどくさい!と思っている人は、単純に18.5msの時間を空けて、次の超音波センサを動作させればいいですよ(笑)

当時、小学4年生(?)だったYは、超音波センサ間の待ち時間を20msに設定して干渉から逃げていました(爆笑)


さてもう一つ、”干渉”があります。

いままでは”自分の超音波センサ”でしたが、相手のロボットにも超音波センサを搭載していると思います。
同じように相手の超音波センサも動いているんですから発信しますし反射波もあります。

この対策は正直ありません(爆笑)

相手もPING)))なら、もうどうしようもないです。
あきらめましょう!としかいいようがないですね~。

しか~し!
過去の大会・試合において、この干渉のせいでおかしな動きをしたというのを目にみえて判る事象はなかったので、恐らく極端には影響を受けていないと思われます。(メンター&観客の立場で。)


と、まぁ、今回は以上です。

これをそのまま前回の記事に合体させていたら、前回の記事は、とんでもないことになっていました(笑)
といっても、いつも長文・駄文ですけどね(爆笑)

これで私として書きたかったことは以上です。

当方blogがヒットする”blogの検索キーワード”や”Nへ質問をくれた方”、ご要望の内容、ご質問のお答えになったでしょうか?

もしタメになった!と思って頂けたら幸いです。

あと、もう1回。
ここまで書いたので、参考知識としての内容を次回書いて終わりにしたいと思います。

まぁ、次回はほんと、超音波の特性上における参考程度の内容を書こうと思います。
(書こうとしていることは決まっているのですけど、時間が・・・。)


以上、新しいネタを考えないと・・・っと焦るGRA父でした~。
スポンサーサイト

Comment

Comment_form

管理者のみ表示。 | 非公開コメント投稿可能です。

左サイドMenu

黒ねこ時計 くろック

最新記事

最近のコメント

データ取得中...

右サイドメニュー

アクセス カウンター

検索フォーム

上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。