Неточные результаты для датчика arduino uno и ультразвука

Question

Добрый день, у меня есть следующий код для ультразвукового датчика, который я использую, но результат не является точным, и я хотел бы отображать расстояние от цели в сантиметрах ,

#include <LiquidCrystal.h> //Load Liquid Crystal Library 
LiquidCrystal LCD(10, 9, 5, 4, 3, 2); //Create Liquid Crystal Object called LCD 

int trigPin=13; //Sensor Trip pin connected to Arduino pin 13 
int echoPin=11; //Sensor Echo pin connected to Arduino pin 11 
int myCounter=0; //declare your variable myCounter and set to 0 
int servoControlPin=6; //Servo control line is connected to pin 6 
float pingTime; //time for ping to travel from sensor to target and return 
float targetDistance; //Distance to Target in inches 
float speedOfSound=776.5; //Speed of sound in miles per hour when temp is 77 degrees. 

void setup() { 

Serial.begin(9600); 
pinMode(trigPin, OUTPUT); 
pinMode(echoPin, INPUT); 

LCD.begin(16,2); //Tell Arduino to start your 16 column 2 row LCD 
LCD.setCursor(0,0); //Set LCD cursor to upper left corner, column 0, row 0 
LCD.print("Target Distance:"); //Print Message on First Row 
} 

void loop() { 

    digitalWrite(trigPin, LOW); //Set trigger pin low 
    delayMicroseconds(2000); //Let signal settle 
    digitalWrite(trigPin, HIGH); //Set trigPin high 
    delayMicroseconds(15); //Delay in high state 
    digitalWrite(trigPin, LOW); //ping has now been sent 
    delayMicroseconds(10); //Delay in high state 

    pingTime = pulseIn(echoPin, HIGH); //pingTime is presented in microceconds 
    pingTime=pingTime/1000000; //convert pingTime to seconds by dividing by 1000000 (microseconds in a second) 
    pingTime=pingTime/3600; //convert pingtime to hourse by dividing by 3600 (seconds in an hour) 
    targetDistance= speedOfSound * pingTime; //This will be in miles, since speed of sound was miles per hour 
    targetDistance=targetDistance/2; //Remember ping travels to target and back from target, so you must divide by 2 for actual target distance. 
    targetDistance= targetDistance*63360; //Convert miles to inches by multipling by 63360 (inches per mile) 

    LCD.setCursor(0,1); //Set cursor to first column of second row 
    LCD.print("    "); //Print blanks to clear the row 
    LCD.setCursor(0,1); //Set Cursor again to first column of second row 
    LCD.print(targetDistance); //Print measured distance 
    LCD.print(" inches"); //Print your units. 
    delay(250); //pause to let things settle 


    } 

Буду признателен за любую помощь.

Answer 1

Преобразование дюймов в сантиметры путем умножения на 2,54

float targetDistanceCentimeters = targetDistance*2.54; 

Ваш код выглядит правильно, поэтому я думаю, что это аппаратная проблема. По моему опыту, ультразвуковые датчики, как правило, довольно плохи при измерении расстояния до любого объекта, который не является стеной или другим крупным объектом с относительно плоской поверхностью. Поэтому, если вы хотите проверить точность своей системы, протестируйте ее против такого объекта, например, стены или книги. Если ваш датчик движется во время измерений, убедитесь, что он не слишком быстро перемещается. Если вы измеряете расстояние до небольшого или тонкого объекта, вам нужно будет фильтровать и принимать среднее значение измерений. Все зависит от вас, насколько вы точны быть точным, я бы сказал, что среднее значение в двадцати отфильтрованных измерений даст вам соответствующий результат.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, заключается в том, что у вас есть правильное напряжение питания и что датчик не направлен против пола под некоторым углом, так как это может дать нежелательные отражения.

Answer 2

Я хотел бы отобразить расстояние до цели в сантиметрах.

Google говорит, что дюйм 2,54 см, поэтому просто умножьте свой результат на это.

результат не является точным

Для получения более точных результатов, взять среднее число проб (3 и более), и вы могли бы реализовать некоторые эвристики, которые отброшенные грубо над/под диапазоном Результаты.

Скажите, если три показания находятся вокруг 0-5 см друг от друга, то четвертое считывание на расстоянии 40 см, скорее всего, является ошибкой. Поэтому просто сделайте среднее из трех подобных результатов.

Answer 3

Выполнение множества вычислений с плавающей запятой на каждой итерации вашего loop. Вместо выполнения этих вычислений вы можете предварительно вычислить один множитель, который преобразует pingTime на расстояние в сантиметрах.

Прежде всего нам нужно рассчитать скорость звука в метрике от 776,5 миль/ч.

776,5 миль/час * 1609.34 (метров в мили) = 1249652.51 м/час

1249652,51 м/час/3600 = 347.126 м/сек

Таким образом, мы можем предвычисление множителя следующим образом:

float speedOfSound = 347.126; // metres per second 
float speedOfSound_cm_p_us = speedOfSound * 100/1000000; // speedOfSound in centimetres per microsecond 

Очевидно, что это может быть уменьшены просто:

float speedOfSound_cm_p_us = 0.0347126; // cm per microsecond 

Далее мы можем предвычисление множителя путем деления speedOfSound_cm_p_us на 2, так как звук должен перемещаться на отражающую поверхность и обратно.

float pingTime_multiplier = speedOfSound_cm_p_us/2; // The sound travels there and back so divide by 2. 

Опять же, мы могли бы просто заменить этот шаг:

float pingTime_multiplier = 0.0173563; 

Однако это магия число должно быть хорошо документирована в вашем коде.

После того, как у нас есть pingTime_multiplier, рассчитанная функция loop будет намного проще. Просто умножьте pingTime на pingTime_multiplier, чтобы получить расстояние в сантиметрах.

pingTime = pulseIn(echoPin, HIGH); // pingTime is presented in microseconds 
targetDistance = pingTime * pingTime_multiplier; 

Это значительно уменьшает объем работы, которую должен выполнять Arduino каждый раз через петлю.