WYNIKI POMIARÓW

3.1. DEVANTECH SRF485WPR

Rys. 8. Wskazania czujnika SRF485WPR– pomiar prostopadły (z lewej strony) oraz pole detekcji (z prawej strony)

155

Wykres, obrazujący wyniki pomiaru prostopadłego, wskazuje na dobrą dokładność czujnika w tych warunkach. Największy błąd, wynoszący 7 cm odchylenia od warto-ści rzeczywistej, jest akceptowalny, zważywszy na zasadę działania czujnika oraz jego relatywnie niski koszt.

Uzyskany obszar detekcji jest wąski i nie zmienia się znacząco wraz ze wzrostem odległości od czoła sensora. Nieznaczne błędy widoczne na wykresie spowodowane były odchyleniami od prostopadłości tablicy do osi sensora, nie wpływają jednak na zaburzenie obrazu rzeczywistego pola widzenia czujnika SRF 485WPR.

Następnie przeprowadzono pomiary dynamiczne, których wyniki zamieszczono poniżej.

Pomiar 1. Czas przejazdu: 7,96 s, prędkość przejazdu: 2,51 m/s, odległość: 1 m.

Rys. 9. Odległości zmierzone wraz z wartościami teoretycznymi – pomiar 1

Pomiar 2. Czas przejazdu: 8,80 s, prędkość przejazdu: 2,27 m/s, odległość: 1 m.

Rys. 10. Odległości zmierzone wraz z wartościami teoretycznymi – pomiar 2

Pomiar 3. Czas przejazdu: 9,52 s, prędkość przejazdu: 2,10 m/s, odległość: 1 m.

156

Wyniki pomiarów dynamicznych w przypadku tego czujnika są niezadowalające. Rozróżnienie obszarów, w których czujnik powinien wykrywać stojący pojazd, jest niemal niemożliwe.

3.2. MAXBOTIX MB7040

Rys. 12. Wskazania czujnika MaxBotix MB7040 - pomiar prostopadły

Pomiar prostopadły wykazał dobrą dokładność sensora firmy MaxBotix, błąd wskazania nie przekroczył 5 cm. Pole detekcji jest węższe niż w przypadku poprzed-niego czujnika i bardzo zbliżone do danych udostępnionych przez producenta.

Kolejnym krokiem, podobnie jak w przypadku pierwszego czujnika, było przepro-wadzenie pomiarów dynamicznych.

Pomiar 1. Czas przejazdu: 8,05 s, prędkość przejazdu: 2,48 m/s, odległość: 1 m.

Rys. 13. Odległości zmierzone wraz z wartościami teoretycznymi – MaxBotix pomiar 1 Pomiar 2. Czas przejazdu: 8,20 s, prędkość przejazdu: 2,44 m/s,odległość: 1 m.

157 Pomiar 3. Czas przejazdu: 8,42 s, prędkość przejazdu: 2,37 m/s, odległość: 1 m.

Rys. 15. Odległości zmierzone wraz z wartościami teoretycznymi – MaxBotix pomiar 3

Drugi z czujników dostarczył znacznie dokładniejsze wyniki pomiarów. Pozwoliły one następnie na dokonanie analizy wykrytych przeszkód oraz przestrzeni pomiędzy nimi, pod kątem ich wymiaru wzdłużnego.

Tor pomiarowy podzielono na 5 stref: pierwsza strefa to obszar od linii początku toru do pierwszego samochodu, druga strefa to pierwszy samochód, trzecia strefa jest przestrzenią pomiędzy stojącymi pojazdami, strefa czwarta to drugi samochód, a ob-szar za drugim pojazdem to strefa piąta.

Rys. 16. Podział trasy przejazdu na pięć stref

Dzięki temu podziałowi, możliwa jest interpretacja wyników pomiarów poprzez obliczenie długości stref. Zrealizowano to poprzez odczytanie, z wykresów pomia-rów od 1 do 3, czasu trwania poszczególnych etapów w trakcie każdego pomiaru. Znając prędkość pojazdu możliwe stało się obliczenie wymiarów stref wzdłuż tra-jektorii ruchu pojazdu. Czasy przejazdu zmierzono podczas każdego pomiaru.

Znając obliczone wartości, oraz rzeczywiste wymiary stref, obliczono także błędy, wynikające z niedokładności wskazań sensora. Uzyskano je poprzez odję-cie od obliczonych długości każdej strefy wymiaru rzeczywistego. Wartości błędu z minusem oznaczają, że obliczona długość ma mniejszą wartość od wartości rzeczywistej. Zaś z plusem, według obliczeń, strefa jest dłuższa niż w rzeczywi-stości.

158

Tabela 3. Wyniki obliczeń długości stref na podstawie pomiarów

Strefa I Strefa II Strefa III Strefa IV Strefa V Nr pomiaru Czas przejazdu [s] Prędkość przejazdu

[m/s] ^Czas_[s] ^Wymiar_[m] ^Czas_[s] ^Wymiar_[m] ^Czas_[s] ^Wymiar_[m] ^Czas_[s] ^Wymiar_[m] ^Czas_[s] ^Wymiar_[m] 1 8,05 2,48 1,30 3,22 1,80 4,46 1,70 4,22 1,80 4,46 1,50 3,72 2 8,20 2,44 1,20 2,93 1,90 4,64 1,80 4,39 1,80 4,39 1,50 3,66 3 8,42 2,37 1,20 2,84 1,80 4,27 2,00 4,74 1,90 4,50 1,50 3,55

Tabela 4. Błędy wymiarów stref względem wartości rzeczywistych Błąd względem wymiarów rzeczywistych [m] Nr

pomiaru _{Strefa I Strefa II Strefa III Strefa IV Strefa V} 1 0,07 0,14 –0,78 0,07 0,58 2 –0,22 0,32 –0,61 0,00 0,52 3 –0,31 –0,05 –0,26 0,11 0,42

Analiza błędów obliczonych wymiarów względem wartości rzeczywistych poka-zuje, że wskazania sensora MaxBotix MB7040 mogą służyć do przeliczania odległo-ści wolnej przestrzeni parkingowej, zwłaszcza że żaden z pomiarów nie wykazał sze-rokości tego obszaru powyżej jego rzeczywistego wymiaru. Dzięki temu uzyskano pewność, że nie występuje zagrożenie podjęcia decyzji o odpowiedniej ilości miejsca w sytuacji, gdy w rzeczywistości jest go mniej. W celu zwiększenia dokładności po-miarów konieczne jest zmniejszenie prędkości przejazdu. Oszacowano, że dla prędko-ści poniżej 2 m/s, wskazania odległoprędko-ści pochodzące z tego czujnika będą wystarczają-ce do zastosowania w parkowaniu równoległym.

Badania sensora MaxBotix MB7040 pozwoliły na ocenę jego dokładności oraz przydatności w systemie sensorów pojazdu autonomicznego. Okazał się on być bardzo dobrym rozwiązaniem, umożliwiającym pomiary odległości do obiektów poruszają-cych się nie tylko wzdłuż jego osi, lecz również w kierunku prostopadłym do niej.

4. WNIOSKI

Ostateczne porównanie czujników SRF 485WPR oraz MaxBotix MB7040 wska-zuje na znaczną przewagę drugiego urządzenia, szczególnie w przypadku przeprowa-dzonych pomiarów dynamicznych. Sensor SRF 485WPR jest również odpowiednio dokładny przy realizacji pomiarów odległości do obiektów znajdujących się na jego osi lub poruszających się wzdłuż niej. Świadczy to o tym, że najlepszym miejscem montażu tych czujników jest przednia i tylna część pojazdu, oraz detekcja obiektów bezpośrednio przed i za nim. Wskazania odległości sensora MaxBotix podczas pomia-rów dynamicznych okazały się być na tyle dokładne, iż urządzenie to może znaleźć się na bocznej płaszczyźnie pojazdu, realizując pomiar dystansu do obiektów poruszają-cych się prostopadle do jego osi.

159 LITERATURA

[1] RESZEL A., Projekt koncepcyjny doboru sensorów w mechatronicznym pojeździe autonomicznym, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2013.

[2] BOHN D.A., Environmental Effects on the Speed of Sound, Journal of the Audio Engineering Society, 1988, 36(4).

[3] SRF485WPR Ultrasonic Rangefinder Technical Specification, [online], http://www.robot-electronics.co.uk/ htm/srf485wprtech.htm, (dostęp: 04.05.2014).

[4] MaxBotix MB7040 Datasheet, (online), http://www.maxbotix.com/documents/I2CXL-MaxSonar-WR_ Datasheet.pdf, (dostęp: 04.05.2014).

konstrukcja wymienników, pojazd zeroemisyjny, kriogenika, pneumatyka, rotacyjna maszyna łopatkowa

Adam Tomasz PORĘBSKI*

ROZWÓJ KONSTRUKCJI WYMIENNIKA CIEPŁA