Angewandte Informatik: Entfernungsmessung mit dem Sharp IR Sensor

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Abb. 1: IR Abstandssensor GP2Y0A21YK0F
Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul Business and Systems Engineering, Angewandte Mathematik und Informatik, Übung, Sommersemester
Modulbezeichnung: BSE-M-2-1.09

Inhalt

  • Entfernungmessung via Lichttriangulation mit MATLAB®
  • Ansteuerung einer LED
  • Entfernungsmessung mittels Ultraschall
  • Messwertanalyse mit MATLAB
  • Messwertfilterung in Echtzeit
  • Auslegung von Filterparameter
  • Ergebnisdarstellung
  • Schwellwertbetrachtung und Anzeige mit Ampelmodul

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion können Sie

  • die Funktion eines Ultraschallsensors erläutern.
  • die Vor- und Nachteile der Entfernungsmessung mit Ultraschall erläutern.
  • mit einem Ultraschallsensors Entfernungen messen.
  • Messdaten charakterisieren und anzeigen.
  • reale Messwerte speichern und via MATLAB® zyklisch visualisieren.
  • ein rekursives Tiefpassfilter programmiert und parametrieren.
  • eine Funktion in MATLAB® programmieren und aufrufen.
  • LEDs und das Ampelmodul ansteuern.

Vorbereitung

Erlernen Sie die Funktion des Infragotsensors und eines rekursiven Medianfilters anhand der verlinkten Fachartikeln und Literatur.

Tutorial

Aufgabe: Entfernungsmessung mit dem Sharp IR Sensor

  1. Machen Sie sich mit der Funktionsweise des Sharp IR Entfernungssensors vertraut.
  2. Entstören Sie die Messwerte mittels Medianfilter.
  3. Stellen Sie die Messwerte den gefilterten Werten im Vergleich in einer Grafik gegenüber.
  4. Rechnen Sie die Messwerte mittels nichtlinearer Regression in eine Entfernung um.
  5. Geben Sie das Bestimmtheitsmaß der Regression an.
  6. Zeichnen Sie Messpunkte, Regressionskurve und 95% Konfidenzintervall in einen Graph.
  7. Bestimmen Sie für Ihren Sensor die Parameter
    1. Messbereich
    2. zeitliche Auflösung
    3. Entfernungsauflösung
    4. Empfindlichkeit

Arbeitsergebnisse: messeIREntfernung.m

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