Erkennen Sie Drohnen, die durch Hula-Hops fliegen

Die Drohne zu erkennen, indem sie einen Lichtstrahl bricht, klingt nach dem richtigen Weg. Es sollte einfach genug sein, Emitter und Detektoren in den Reifen einzubauen. Wenn die Drohnen im Verhältnis zur Größe des Reifens klein sind, benötigen Sie mehrere Lichtstrahlen, damit jede Drohne innerhalb des Reifens mindestens einen davon zerbricht.

Drei Emitter könnten ausreichend sein, wenn genügend Detektoren um sie herum beabstandet sind. Sie blinken jeden Emitter für kurze Zeit und suchen dann nach dem Signal von den Detektoren unmittelbar vor jedem Blinken, während und nach jedem Blinken. Es muss während des Blips relativ zu vorher und nachher einen ausreichenden Anstieg geben, um den jeweiligen Strahl als ununterbrochen zu betrachten.

Jeder Blip sollte nicht länger als eine Mikrosekunde oder vielleicht ein paar sein, abhängig von der Einschwingzeit und daher der Rauschimmunität, die Sie von den Detektoren wünschen. Nehmen wir an, ein vollständiger Blip mit Vorher-, Nachher- und Während-Messungen dauert 20 µs. Eigentlich denke ich, dass es leicht die Hälfte sein könnte, aber ich versuche, mit pessimistischen Werten zu beginnen, um zu sehen, wo das ist. Mit 3 Sendern bedeutet das, dass Sie alle Lichtstrahlen alle 60 µs oder 17 kHz Rate überprüfen können. Das sollte gut genug sein.

Um dies zu überprüfen, sehen wir uns an, wie schnell sich eine Drohne während eines Scanzyklus um 10 mm bewegen müsste. (10 mm)/(60 µs) = 167 m/s. Das klingt ziemlich schnell für eine Drohne, und sie sollte einen Strahl über mehr als nur 10 mm verdecken. Beachten Sie, dass sich eine Drohne bei Schallgeschwindigkeit während eines Scanzyklus nur etwa 20 mm bewegen würde.

Es klingt, als ob Sie etwas Einfaches wollen, vielleicht sogar so einfach wie möglich.

Hier ist meine Meinung dazu:

• Bringen Sie an jeder Drohne einen Piezo-Lautsprecher an, sagen Sie eine von diesen oder diesen , diese bestimmten in den Links haben einen falschen Frequenzbereich ... Möglicherweise muss ich die Links bearbeiten.
  • Ich würde mit dem ersten Link gehen, weil es weniger Platz braucht.
• Machen Sie einen Oszillator für jede Drohne im Bereich von 20-30 kHz
  • Wenn Sie N Drohnen haben, benötigen Sie N verschiedene Frequenzen
• Platzieren Sie ein Mikrofon in der Nähe jedes Hula-Hops
  • Ein typisches Mikrofon kann möglicherweise bis zu 30 kHz aufnehmen, ich weiß es nicht. Ich bin kein Audiophiler.
  • Der Grund, warum ich 30 kHz sage, ist, damit Sie es nicht hören. Wenn Sie mit dem Hören von Pieptönen einverstanden sind, können Sie es auf 10-20 kHz absenken, was alle Mikrofone erkennen können sollten.
• Fügen Sie etwas Pappe um die Hula-Hops hinzu, damit die Drohnen gezwungen werden, durch die Hula-Hops zu gehen.

Wenn Sie das obige Setup haben, können Sie beispielsweise einen µC auf jeden Hula-Hop mit einer Batterie legen und einfach FFT auf dem µC ausführen. Wenn es einen Piepton erkennt, sagen wir 25 kHz, der lauter und dann schwächer wird, dann muss er den Hula-Hop durchlaufen haben, oder? Es ist sehr einfach einzurichten.

Ein einfaches Setup für die FFT wäre, das Mikrofon bei 64 kHz abzutasten und dann eine 64-Punkte-FFT durchzuführen und die oberen 31 Werte wegzuwerfen. Dann können Sie jede Amplitude (und Phase) für jedes kHz sehen, also 1 kHz, 2 khz .... und bis zu 32 kHz. Mit 10 Drohnen kann dann eine bei 20 kHz einen Piepton erzeugen, eine andere bei 21 kHz, eine andere bei 22 kHz und so weiter.

Ein weiteres einfaches Setup wäre die Verwendung eines Goertzel-Filters für jeden Kanal. Dies wäre einfacher zu implementieren und effizienter auszuführen, egal welchen µC Sie verwenden würden. Die grundlegende Gleichung, die Sie verwenden würden, wäre, G = x + wGwo G und w komplex sind und x Ihre abgetastete Spannung des Mikrofons ist. w wäre gleich der Rotationsfrequenz. Die Größe von G würde zunehmen, wenn sich eine bestimmte Drohne dem Hula-Hop nähert, und dann abnehmen, wenn sie vorbeikommt. Unter dem obigen Link finden Sie weitere Informationen zum Wert für w . Denken Sie daran, dass die Größe von w etwas kleiner als 1 sein sollte. Dann würden Sie ein anderes G verwendenund ein weiteres w für einen anderen Kanal für eine andere Drohne. Sehr einfach einzurichten.

Probleme, die sich aus dieser hörbaren Lösung ergeben könnten , ist der Doppler-Effekt. Mit anderen Worten, die Frequenz der Pieptöne ändert sich, wenn sich die Drohnen auf die Mikrofone zu und von ihnen weg bewegen. Dies bedeutet, dass ihre Bins im FFT- oder Goertzel-Filter zueinander durchsickern. Aber ich glaube nicht, dass es ein großes Problem sein wird.

Ich gehe davon aus, dass genügend Umgebungslicht vorhanden ist, oder besser, die LEDs auf dem Hula sind dem geschlossenen Bereich des Hula zugewandt. Bringen Sie 2 Sensoren für sichtbares Licht am Hula an, indem Sie sie um 180° gegenüberstellen und ihr Sichtwinkel parallel zum geschlossenen Bereich des Hula ist. Wenn eine Drohne hindurchfliegt, ist das Ausgabemuster der Sensoren ein gut definiertes Muster: Sie haben gleichzeitig den niedrigsten Messwert.