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2010年9月 6日 (月)

ソナー(超音波センサ)を考える(その1)

リモートブレインの夏休み:iPhoneロボット

■iRoverでソナー(超音波センサ)を使うわけ
なんといっても太陽光の影響を受けないのが最大の理由です。野外用の探査ロボットですからね。
また、センサの検知領域がPSDに比べて広いのも魅力です。正面に向けたセンサ一つで、車幅分の領域をチェックすることも可能でしょう。
さらに、消費電力の少なさも重要です。PSDは平均30mAくらい電流を食いますが、今回使用したLV-MaxSonarシリーズは、5Vでたった5mA程度です。

■LV-MaxSonarシリーズを選んだわけ
まず、検出パターンの異なる5モデルが用意されていることです。選定時に比較したのはSRF02ですが、これにはそれがありません。
それに、最初からアナログ、シリアル、PWMでの距離出力が同時に得られるので、面倒な初期設定も要りません。iRoverではアナログ出力をA/Dで読んでいます。SRF02にはそもそもアナログ出力がありません。
海外の製品ですが、日本で販売されているのもポイント高いですね。海外の通販サイトからだと送料がバカになりません。特に「あと1個だけ必要なんだけど」なんて時でも50ドル以上の送料を払って取り寄せなければなりません。
国内ではメカロボショップやアキバのテクノロジアで入手できます。テクノロジアは店頭販売もしていますから、AKB見物のついでに買うこともできますね。

■LV-MaxSonarシリーズの特性
LV-MaxSonarシリーズのデータシートには、各モデルの特性表がありますが、インチやフィート単位なのでわかり難いですね。そこで、その辺を日本対応にした表を作ってみました。

Photo

検出対象となっているのは、原文では「ダウエル」となっている、棒状の突起物です。ラジコン飛行機ではおなじみですね。
これを見るとEZ0が格段に検出範囲が広く、EZ4が最もシャープな特性を持っていることがわかります。
黒い線が5V駆動のときの領域で、赤い点が3.3V駆動の時のポイントです。駆動電圧での極端な変化はないようです。

このグラフから読むと、例えばEZ1では、距離にして3m以内、センサの中心軸から±600mmの範囲内に、段ボール箱などの大きな物体(一辺80mm以上)が入ってくると、反応して距離情報を出力するということになるでしょう。PSDなどの光学センサに比べると、検出範囲が広いですね。
また、同じくEZ1は、3Φくらいの細い物体でも±150mmくらい、距離900mm以内にあれば、検出可能なこともわかります。

次回は、この検出範囲の違いについて考えてみます。

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