超聲波傳感器應(yīng)用于簡(jiǎn)單的原理，也很方便，成本很低。然而，當(dāng)前的超聲波傳感器具有一些缺點(diǎn)，例如反射問題，噪聲問題和交叉問題。

 

1.反射問題

 

如果物體始終處于正確的角度，則超聲波傳感器將獲得正確的角度。不幸的是，實(shí)際上，很少有被檢測(cè)到的物體能夠被正確地檢測(cè)到。

 

可能會(huì)發(fā)生幾個(gè)錯(cuò)誤：

 

2.三角學(xué)

 

當(dāng)被測(cè)物體與傳感器成一定角度時(shí)，檢測(cè)到的距離與實(shí)際距離之間存在三角誤差。

 

鏡面反射

 

這個(gè)問題與我們?cè)诟咧形锢碇袑W(xué)到的關(guān)于光反射的問題相同。在某些角度下，發(fā)出的聲波會(huì)從光滑的物體上反射出來，因此它們不會(huì)產(chǎn)生回聲，因此不會(huì)產(chǎn)生范圍讀數(shù)。超聲波傳感器會(huì)忽略物體。

 

多次反射

 

在檢測(cè)拐角或類似結(jié)構(gòu)時(shí)，這種現(xiàn)象更為常見。聲波在被傳感器拾取之前來回反彈幾次，因此實(shí)際檢測(cè)到的值不是真實(shí)的距離值。

 

這些問題可以通過使用多個(gè)以一定角度布置的超聲波環(huán)來解決。通過檢測(cè)多個(gè)超聲波的返回值，用于篩選正確的讀數(shù)。

 

5.噪音

 

盡管大多數(shù)超聲波傳感器的工作頻率在40到45Khz之間，但它們遠(yuǎn)高于人類聽到的聲音。但是周圍的環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生類似頻率的噪聲。例如，電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的高頻，由車輪在堅(jiān)硬地面上的摩擦，機(jī)器人本身的振動(dòng)，甚至是其他機(jī)器人的超聲波傳感器發(fā)出的聲波引起的高頻噪聲。有多個(gè)機(jī)器人，所有這些機(jī)器人都會(huì)導(dǎo)致傳感器接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。

 

通過對(duì)發(fā)出的超聲波進(jìn)行編碼（例如發(fā)送具有不同長(zhǎng)度的長(zhǎng)聲和短聲波）并僅在探頭檢測(cè)到相同的聲音組合時(shí)才計(jì)算距離，可以解決此問題。這樣可以有效避免環(huán)境噪聲引起的誤解。

 

6.交叉問題

 

當(dāng)多個(gè)超聲波傳感器以一定角度安裝在機(jī)器人上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致交叉問題。超聲波X發(fā)射的聲波在鏡子中反射，然后被傳感器Z和Y拾取，然后傳感器Z和Y根據(jù)該信號(hào)計(jì)算距離，從而無法獲得正確的測(cè)量值。

 

解決方案是對(duì)每個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)行編碼。讓每個(gè)超聲波傳感器只聽到自己的聲音。