Amphibien-Technologie: terrestrische Anwendungen für Unterwassersonar

- Jun 03, 2019-


Wenn es um Heiserkeit geht, ist die erste Reaktion vieler Menschen das Unterwassernavigationssystem. In der Tat sollte die Sonartechnologie durch die Früherkennung von Unterwasserzielen erzeugt werden. Es ist eine Art Ausbreitungscharakteristik von Schallwellen unter Wasser durch elektroakustische Umwandlung und Informationsverarbeitung. Ein elektronisches Gerät, das Unterwassererkennungs- und Kommunikationsaufgaben ausführt. Sonar ist jedoch nicht das ausschließliche Objekt der Unterwassererkennung. In der terrestrischen Umgebung wollten die Menschen das Sonar schon immer anwenden, sind aber in der Anfangsphase der Emulation von Fledermäusen bisher nur langsam vorangekommen.


Amphibious technology terrestrial applications for underwater sonar


Vor einigen Tagen teilte die Universität Tel Aviv mit, dass die Forscher einen völlig autonomen Geländeroboter namens Robat entwickelt haben, der Geräusche wie Fledermäuse erzeugen und Echos analysieren kann, um Hindernisse im Freien zu identifizieren, zu zeichnen und zu vermeiden. Robat ist der erste vollständig autonome, biologisch fledermausähnliche Laufroboter. Das Aufkommen dieses Geländeroboters fügt dem Sonartechnologiekreis zweifellos eine neue Koordinate hinzu.


"Amphibious" -Technologie: terrestrische Anwendungen für Unterwassersonar


Warum wollen Menschen die Sonartechnologie unter Wasser anwenden?

Dies ist ein sehr einfacher physikalischer Effekt. Üblicherweise ist die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in einem Festkörper größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit, und die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit ist größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einem Gas. Der Arbeitsträger des Sonars ist die Schallwelle. Die Schallwelle breitet sich im Wasser schneller aus, die Energie zerfällt langsam und die Erfassungsposition ändert sich nicht stark, was relativ genau ist.


Angesichts der Vorteile der Sonartechnologie in Bezug auf Entfernung und Entstörung haben die Menschen versucht, das Sonarsystem auf Landroboter anzuwenden, um Konzepte für maschinelles Sehen zu erstellen und die Form der umgebenden Objekte zu erkennen. Aber die Wirkung eines solchen Versuchs ist nicht gut. Technisch ist es immer noch schwierig, das Problem zu überwinden, dass hochfrequente Töne durch den Einfluss von Abstand und Reflexion während der Ausbreitung gedämpft werden.


Die Menschen sind bestrebt, den "Schädel" des Sonars in einen "Frosch" zu verwandeln, und das "Tier" -Ding wird natürlich von Tieren gelöst. Untersuchungen des bioakustischen Sputums von Fledermäusen haben ergeben, dass sich ein Teil des biosonischen Organ des Kopfes der Fledermaus (wie Ohrmuschel, Tragus usw.) während der Ultraschallausbreitung ausbreitet. Dies wirkt sich auf das Schallfeld beim Abschuss des Schlägers aus.


Dies gibt den Menschen auch die Möglichkeit zu denken. Wenn Sie die Flugbahn der Ohrmuschelbewegung des Schlägers extrahieren, eine dreidimensionale Rekonstruktion durchführen und diese "Organe" auf den Roboter anwenden können, können Sie einige Probleme lösen?


Wenn Sie den Ultraschalllautsprecher oder -sender verwenden, um die Aussprache "Mund" zu erstellen, verwenden Sie zwei Ultraschallempfänger, um das Radio "Auricle" oder "Tin Screen" zu erstellen. Die Aussprache "Mund" ertönt mit einer gleichmäßigen Frequenz und verwendet "Auricle". oder Der "Ohr-Bildschirm" passt das Signal an, wodurch die Verteilung des Schalldrucks und die Verteilung der Schallwellen in der Außenumgebung beeinflusst werden, so dass die in der Außenumgebung aktiven Roboter Echtzeit-Kartierungsbilder erhalten können.


Auf dem Land arbeiten Sonarroboter mehr als wir denken. Durch neue Technologien wie künstliche Intelligenz, Signalverarbeitung und Prozessmaterialien sowie neue Architekturen wie MIMO werden Sonarsysteme in Funktion und Leistung erweitert. Egal, ob es sich um Kehr- oder Rettungsroboter handelt, sie können Sonar verwenden. Technologie für die Navigation.

Das beste Beispiel ist, den Schmerzpunkt der landwirtschaftlichen Produktionsprognose zu lösen. Das Sonarsystem bewertet die Wachstumsumgebung von Kulturpflanzen anhand der akustischen Eigenschaften der verschiedenen Objekte im Erntegarten und verwendet intelligente Algorithmen zur Analyse und Berechnung der Schallwellenergebnisse. Quantitative Vorhersagen über die Produktion. Forscher aus Israel haben kürzlich ein neues Projekt gestartet, um die Produktion von Pflanzen wie Früchten durch den Sonarroboter "AGRYbot" vorherzusagen.


Radar, Lidar, Sonar ... Der Frühling des automatischen Fahrens kommt?


Fledermäuse sind eine Gruppe von Tieren. Gewöhnlich leben viele Arten und eine große Anzahl von Fledermäusen in Höhlen oder Wäldern. Im Fall von Südchina gibt es möglicherweise Zehntausende Fledermäuse in einer Höhle. . In einer komplexen Umgebung gibt es keine Signalverwirrung zwischen den Fledermäusen. Diese Fledermäuse gehen abends weiter essen.


Die Nutznießer dieser Funktion sind im Moment zweifellos die heißesten Fahrerlosen.


In der technischen Einheit unbemannter Fahrzeuge war es immer schwierig, die Erkennung, Vorhersage und Kollision von Hindernissen in komplexen Umgebungen im Freien zu untersuchen. In diesem Stadium weist das einzige Verfahren zum Identifizieren von Konturmerkmalen eine geringe Genauigkeit und Geschwindigkeit beim Erkennen und Verfolgen dynamischer Hindernisse, beim Identifizieren der Arten dynamischer Hindernisse, beim genauen Erkennen und Verfolgen dynamischer Hindernisse und beim Vorhersagen dynamischer Hindernisse auf. Die Leistung der Flugbahn ist nicht zufriedenstellend.


Nehmen wir als Beispiel die Laserradartechnologie, die am häufigsten im unbemannten Fahren eingesetzt wird. Lidar wird während der Arbeit stark vom Wetter beeinflusst. Der Laser ist bei klarem Wetter weniger gedämpft und hat eine große Entfernung. Bei starkem Regen, starkem Rauch, dichtem Nebel und anderem Wetter nimmt die Dämpfung stark zu und die Ausbreitungsentfernung wird beeinträchtigt. Großer Einfluss. Beispielsweise ist ein CO2-Laser mit einer Arbeitswellenlänge von 10,6 μm für die atmosphärische Transmission in allen Lasern besser geeignet, und die Dämpfung bei schlechtem Wetter beträgt das Sechsfache der von Sonnentagen. Darüber hinaus führt die atmosphärische Zirkulation zu einer Verzerrung und Erschütterung des Laserstrahls, was sich direkt auf die Messgenauigkeit des Laserradars auswirkt.


Selbst Radare mit größeren Entfernungen und höheren Preisen haben mit vielen Problemen zu kämpfen. Bereits 2016 wurde das Radar von Tesla Autopilot 8.0 angewendet. Tesla gab jedoch auch öffentlich bekannt, dass das Radar als Haupterkennungsmittel von Autopilot zwar zur Vermeidung ähnlicher Verkehrsunfälle beiträgt, aber auch die Möglichkeit bietet, die Klarheit von Personen zu erkennen. Der Grad ist nicht so gut wie bei der Kamera, die Erkennung von Holz- und Plastikobjekten ist nicht vorhanden, und die Reflexion des Metallobjekts verursacht Probleme wie das Empfangen von Informationsfehlern.


Das Sonar hat bestimmte Vorteile bei der Erkennung verschiedener Objekte. Das passive Sonar im Sonar kann auch direkt die Geräusche der äußeren Umgebung oder anderer mechanischer Arbeiten aufnehmen, und die Verschleierung und Exklusivität sind besser. Ultraschallwellen, die von Sonarsensoren emittiert werden, haben jedoch häufig Probleme mit der Energiedämpfung bei der Ferndetektion und sind anfällig für Spiegelreflexionen.


Jeder von ihnen hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und keiner von ihnen kann die besten Ergebnisse erzielen. Wenn Radar oder Lidar mit Sonar kombiniert werden, kann dies die Fähigkeit des Fahrzeugs verbessern, Hindernisse zu erkennen und zu beurteilen, wodurch die Genauigkeit der Fahrzeugführung und -auswahl sichergestellt und die Fähigkeit zur Selbstanpassung des unbemannten Fahrens an komplexe Umgebungen wirksam verbessert wird. Und Anpassungsfähigkeit.


Wenn beispielsweise das Lidar mit dem Sonar kombiniert wird, fährt das Fahrzeug vorwärts und der Sonarsensor und der Lasersensor arbeiten gleichzeitig. Wenn der Sonarsensor ein Hindernis vor sich erkennt, sollte es mit dem Erfassungsergebnis des Lasersensors kombiniert werden. Entsprechen die Ergebnisse der beiden Prüfungen den Merkmalen des Hindernisses, werden die Koordinaten des Hindernisses im Sichtfeld des Fahrzeugs markiert und mehrfach erfasst. Wenn die Informationen konsistent sind, werden die Entfernungs- und Orientierungsinformationen des Hindernisses bestimmt und aufgezeichnet, und dann wählt das Fahrzeug den richtigen Pfad aus, um gemäß der Pfadauswahlstrategie fortzufahren.


Ob Radar-, Laserradar- oder Sonartechnologie, künstliche Sensoren weisen im Vergleich zur Fledermaus-Biosensorik immer noch eine gewisse Leistungslücke auf. In der Bionik haben wir noch einen langen Weg vor uns. Aber mit den ständigen Anstrengungen der Menschen rückt die unbemannte kommende Zeit immer näher.


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