Sonda para evitar obstáculos: ¿cuántos sensores y dónde colocarlos?

Para evitar obstáculos durante la navegación del robot 2D, ¿cuál es la mejor posición / ángulo para colocar los sensores de sonda? ¿Cuántos debería haber?

Me gustaría saber si hay alguna teoría o ejemplos para el problema de la colocación. Me doy cuenta de que depende de la forma en que se mueve el robot y su geometría, pero estoy buscando respuestas generales.

Generalmente, el factor principal en los sensores de posicionamiento es el ancho real del haz de los sensores mismos. Suele darse el caso de que cuanto mayor sea el alcance del sensor, más estrecho será el ancho del haz.

En primer lugar, debe calcular el rango que desea detectar y elegir algunos sensores que funcionen en ese rango.

Luego debe decidir en qué amplitud de ángulo desea detectar la distancia. Por ejemplo, puede decidir cubrir todo en frente y a los lados de un robot (un rango de 180 grados, 90 grados a cada lado de la línea recta).

Luego divide el ángulo entre el ancho del haz del sensor elegido para obtener la cantidad de sensores que necesita.

Usando el ejemplo anterior, si tiene sensores con un ancho de haz de 90 grados, solo necesitaría dos de ellos, cada uno a 45 grados a cada lado de la línea recta. Si tuviera sensores de mayor alcance con, por ejemplo, un ancho de haz de 20 grados, necesitaría 9 de ellos para cubrir la misma área.

Obviamente, el ancho del haz no es una medida exacta, por lo que probablemente sea más seguro tener cierta superposición de los haces. Finalmente, los sensores deben instalarse simétricamente entre los lados izquierdo y derecho del robot.

Para ampliar la respuesta de thisismyrobot , el ancho del haz es realmente importante. Sin embargo, existen otros factores, como la reflectividad del entorno ("brillo" acústico), la frecuencia de transmisión, etc.

Aunque es de 1988, la prevención de obstáculos con sensores ultrasónicos cubre bien los desafíos: la física del rango de eco parece haber cambiado poco a lo largo de los años :)

El artículo sobre sensores de sonda ultrasónica sobre robots de generación presenta algunos de los temas más interesantes en el rango ultrasónico: formas de haz y lóbulos (ver la figura de 50 kHz).

A partir de ahí, debe visitar estos artículos más detallados sobre las características del haz y la selección del sensor:

• Elección de un sensor ultrasónico para la medición de proximidad o distancia Parte 2: Optimización de la selección del sensor
• Transmisor de haz extendido
• Descripción general para aplicar tecnología ultrasónica
• Características importantes de los campos de sonido de los transductores ultrasónicos [pdf]