1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS0901の超音波センサの技術調査である。

2.超音波の特性

20kHz以上の音波である、人間の聴覚器官では捉えられない周波数の高い音波である。

超音波を対象物（液面、固体等）に向け発信すると、境界面で反射して超音波が戻ってくる。

1 気圧中の速度は次式であらわされる

331.5 + 0.61t 　[m/s] (t:摂氏温度) (1)

音速が分かれば、超音波が戻って来るまでの時間を計測することで、対象物までの距離を知ることが可能である。

また、音波は周囲の温度が上昇すると速度も上昇するので、このため、超音波送受信器に温度センサを内蔵して、温度補正を行うことが一般的である。

図 2.1 気温・温度による音速の変化

しかし今回は壁までの距離が短いため、微弱な変化は無視できるとし、温度補正を行わないことにする。

図　2.2　パルス反射時間計測法の原理

トランデューサからビーム状に発射される超音波は，一定の広がりを持つ

以下に技術調査を行った際の指向性を示す。

実験の方法は、超音波を発し、反射が帰ってきた場所を図面にプロットするという方法である

図 3.1 超音波指向性調査

超音波センサを用いて距離を計測するためには、一定の広がりを持つのではなく一直線に発射されることが望まれる。

指向性を狭くするためホーンを取り付ける必要性がある。

・超MIRS迷宮ではコースの幅は 0.5mである。しかし超音波センサは0.2m以下の値を読み取ることができない

MIRSの中心側に超音波センサを載せる予定。そのために上段シャーシの上には超音波センサ以外は載せない予定。

・床の突起などに反応してしまうことがある。

ホーンを取り付けることにより指向性を狭くしどうにかする。

・超音波センサを3つ以上つなげることができない。

プログラムにバグが発生しているため、改善する予定。

・指向性が広い。

ホーンを取り付ける

・送信素子と受信素子の間隔が狭い。

板のようなものを送信素子と受信素子の間に挟み、互いに干渉しないようにする。