Ultraschallfrequenz zu Entfernung

In einem anderen Beitrag frage ich nach einem Ultraschall-Radial-Beacon-Sucher: Gibt es ihn: 360-Grad-Ultraschall-Empfänger/Beacon-Kombination

Angenommen, es existiert oder ich kann eines davon zusammenhacken, wäre es möglich, dass das Leuchtfeuer mehrere Frequenzen aussendet, um die Entfernung von der Basis (Roboter) zu erkennen?

Lass es mich besser erklären. Während sich der Empfänger im Kreis dreht, hört er auf bestimmte Frequenzen. Theoretisch könnte die Bake 2 Frequenzen ausgeben, die unterschiedliche maximale Entfernungen haben.

Wenn der Empfänger die Frequenz mit größerer Reichweite erkennt, wenn er die Frequenz mit kürzerer Reichweite nicht erkennt, muss sich das Objekt außerhalb des Nahbereichsradius befinden.

Idealerweise möchte ich in der Lage sein, mehrere Radien in 5-Fuß-Schritten bis zu 20 Fuß (ish) zu haben. Aufgrund der kleinen Radien habe ich RF ausgeschlossen.

Nun, da mein Anwendungsfall erklärt ist: Haben unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Reichweiten?

Bearbeiten: Um den Anwendungsfall zu verdeutlichen, sind sowohl der Roboter als auch das Leuchtfeuer mobil, sodass feste Basisstationen keine Option sind.

Amateurfunk hat "Fuchsjagd" (Suchen eines versteckten Senders). Einige verwenden Richtantennen, andere verwenden feste Antennen und messen die Empfangsphase. Dies kann auf Ihr Ultraschallprojekt zutreffen. Mehrere fest installierte Mikrofone und eine Ultraschallquelle sollten Richtung und Entfernung liefern. Es kann sich für Sie lohnen, darüber zu recherchieren.
Danke schön. Am Ende habe ich meinen Anwendungsfall in dem von mir verlinkten Beitrag besser geklärt. Grundsätzlich werden der Roboter und das Beacon mobil sein, daher sind feste Basisstationen keine Option. Andere können Ihren Kommentar jedoch nützlich finden.
Sorry für die Verwirrung durch meinen Kommentar. Die Ultraschallquelle und das Mikrofonarray würden sich auf dem Roboter befinden. Wie ein Mann mit zwei Augen, der eine Taschenlampe trägt.
Die Quelle und das Array wären auf dem Roboter? Wenn ich Ihren ursprünglichen Kommentar jetzt verstehe, meinen Sie, das Array wäre auf dem Roboter, während das Leuchtfeuer die Quelle wäre. Wenn Sie sich meine verknüpfte Frage ansehen, frage ich dort mehr darüber, worauf Sie sich meiner Meinung nach beziehen.
Ich habe dies nicht rechtzeitig erledigt, um meinen vorherigen Kommentar zu bearbeiten: Diese Frage war eher zu fragen, wie Ultraschall in der Lage wäre, Bereiche basierend auf der Signalfrequenz oder -amplitude zu bestimmen, und PeterJ scheint das getan zu haben. Ich schätze Ihren Beitrag aber.

Antworten (2)

Die Empfindlichkeit von Ultraschallwandlern variiert über die Frequenz. Das folgende Beispiel stammt aus einem Kobitone 255-400PT16-ROX-Datenblatt. Es wäre auch fair anzunehmen, dass es weiter außerhalb der normalen Betriebsfrequenzen liegen würde, die unten gezeigt werden.

Empfindlichkeit/Schalldruckpegel

Meiner Meinung nach ist es jedoch wahrscheinlich keine gute Lösung, die Entfernung zu bestimmen. Wenn Sie außerhalb der normalen Bereiche arbeiten, können Sie Leistungsunterschiede zwischen den Teilen feststellen, aber für experimentelle / Bastlerzwecke sehe ich keinen Schaden darin, es als einfache Lösung zu versuchen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Amplitude des Signals am Ende des Ultraschallsenders zu ändern und es mit einem digitalen Signal zu codieren, das den verwendeten Übertragungspegel angibt. Das wird allerdings etwas komplexer. Wenn Sie sich diesen Weg ansehen möchten, wäre vielleicht das VirtualWire- Projekt einen Blick wert, um das digitale Signal zu codieren und zu decodieren.

Die variierende Amplitude klingt nach einer guten Idee. Kann der Empfänger die Amplitude einfach aus dem Signal erkennen? Ich vermute nicht. Andernfalls wäre eine Codierung des Signals nicht erforderlich. Wollte nur sicher gehen :)
@cMFG, es könnte ein Empfänger hergestellt werden, der die empfangene Stärke anzeigt, aber ohne das digitale Signal würden Sie den Unterschied zwischen der Übertragung auf einem niedrigeren Pegel und der Entfernung nicht erkennen. Eine andere wahrscheinlich einfachere Möglichkeit besteht darin, einfach zu warten, bis Sie überhaupt kein Signal mehr empfangen, sodass die letzte bekannte minimale Frequenz / empfangene Daten je nach Weg, den Sie gehen, Ihnen eine Vorstellung von der Entfernung gibt.

Ich habe hier nur eine scheinbar unabhängige Frage beantwortet: Was ist die beste Methode für Geräteortungsdienste , die meiner Meinung nach relevant sein könnten.

Wenn ich Ihre Frage richtig verstehe, möchten Sie, dass Näherungssensoren die Entfernung zwischen einem Roboter und einem Empfänger messen. Vielleicht möchten Sie RF noch einmal überdenken, da darauf basierende Systeme ziemlich genau sein können. Die Projektseite ist hier:

http://www.ns-tech.co.uk/blog/2010/02/active-rfid-tracking-system/

Möglicherweise können Sie den Code an Ihre Zwecke anpassen. Vielleicht suchen Sie nach der gemessenen Amplitude des Signals und berechnen daraus die Entfernung. Ich würde das Ganze irgendwie kalibrieren. Dies könnte wahrscheinlich auf eine große Größe und Genauigkeit skaliert werden, wenn Sie mehrere Empfänger verwenden. Auch die Verwendung eines triangulationsbasierten Ansatzes kann nützlich sein. Ich bin mir nicht sicher, ob dies genau genug ist, aber es könnte ein Anfang sein.

Sie könnten auch einen auf Bildverarbeitung basierenden Ansatz in Betracht ziehen. Möglicherweise können Sie eine Kinect so manipulieren, dass sie Ihren Roboter erkennt, wenn Sie eine eindeutige Markierung darauf setzen. Dann könnten Sie es einfach so programmieren, dass es die Entfernung zur Markierung misst. Dann müsste man einen Weg finden, die Entfernungsinformationen drahtlos an den Roboter zu übermitteln. Einziger Nachteil wäre die begrenzte Reichweite (ca. 11 Fuß). Microsoft hat eine Computerversion veröffentlicht, und es gibt viele Online-Ressourcen dafür:

http://www.dashhacks.com/kinect.html

Umgekehrt könnten Sie den Kinect auf den Roboter legen und den Roboter die Entfernung zum Marker messen lassen. In diesem Szenario würde die Computervision von Kinect Ihren Körper erkennen, anstatt ein Leuchtfeuer in der Tasche zu haben, und Sie wären das „Leuchtfeuer“. Auf diese Weise müssten Sie keine Informationen drahtlos an den Roboter übertragen. Der einzige Nachteil ist, dass der Roboter eine ziemlich ausgefeilte Verarbeitung an Bord haben müsste. Theoretisch könnten Sie den Kinect auf den Roboter legen, den Roboter die Kinect-Rohdaten zur Verarbeitung an einen entfernten Computer übertragen lassen und dann die Standortdaten an den Roboter zurücksenden, wodurch vermieden wird, dass der Roboter mit großer Rechenleistung ausgestattet werden muss.

Ich hoffe, ich habe Ihnen ein paar gute Ideen für Alternativen gegeben und wünsche Ihnen viel Glück.

Ultraschallfrequenz zu Entfernung
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