Как найти расстояние до препятствия

Комментарии: 1 02.01.2020 Рассчитывать правильно размеры своего автомобиля и расстояние любого препятствия до него — умение, важное для любого водителя, как опытного, так и начинающего, на дороге. Каждый автомобилист должен уметь это делать, особенно актуальны навыки при парковке и маневрах. Правильно выставленные зеркала. Чтобы совершить парковку или маневр на дороге без ошибок, важны правильно выставленные боковые зеркала. Прежде, чем куда-либо ехать, стоит проверить, что они установлены с учетом особенностей машины, особенно левое зеркало заднего вида. Правильные метки. Правильные метки опытные водители находят или отмечают на стеклах, вычисляя таким образом нужное расстояние до бордюра и нижней линии зданий. Стикеры для выравнивая колес на переднем стекле тоже помогают определить разметку бампера, а щетка на заднем стекле поможет при движении задним ходом. Каждый автомобиль имеет свои параметры, а потому стоит запомнить их и просто придерживаться полученных навыков. Ориентировка при парковке.

Как определить расстояние до впереди стоящей машины?

Правило двух секунд — Чем плох предыдущий метод? Приблизительностью. Глазомер у всех разный, и один водитель будет считать, что держит дистанцию в 50 метров, тогда как между машинами нет и 30, а другой будет держать 75, принимая их за 50. Опытные водители предлагают использовать правило двух секунд. Вы можете считать дистанцию в метрах или секундах. Самое главное — не жадничать! Вы можете считать дистанцию в метрах или секундах. Самое главное — не жадничать! Материалы по теме Откуда взялись эти две секунды? Да все просто. Давно установлено, что среднестатистическому водителю требуется 0,8 секунды на осознание экстренной ситуации и принятие решения, еще 0,2 секунды — на удар по педали и срабатывание тормозов. И еще одна секунда — хороший запас для нерасторопных.

Опять же, это правило действует только для сухой дороги. На мокрой дороге стоит применять правило трех секунд, на зимней — отсчитывать до 6 секунд. А в темноте двигаться так, чтобы иметь возможность остановиться до границы светового пятна фар вашего автомобиля. Помните, что за этими границами может оказаться неподвижный объект (пешеход, сломанный автомобиль, собака или лось).

Остановочный путь на скорости 100 км/ч равняется примерно 70 метрам: 40 метров — средний тормозной путь современного легкового автомобиля, и 27,78 метра — путь, который автомобиль проходит на 100 км/ч за 1 секунду (время реакции водителя на экстренную ситуацию).

Как научиться смотреть в боковые зеркала?

Как правильно настроить зеркала — Перед тем, как начать движение, нужно убедиться, что все зеркала авто выставлены правильно. Как это сделать? Боковые зеркала должны хорошо отображать обстановку по бокам и позади машины. Поэтому в идеале корпус авто в зеркале должен занимать не больше четверти пространства. Еще одно ключевое условие: горизонт в боковых зеркалах должен быть чуть выше или совпадать с уровнем реального горизонта. Зеркало в салоне дополняет обзор происходящего позади авто и закрывает оставшиеся «слепые» зоны, поэтому в нем должно быть полностью видно заднее стекло.

Помните, что настраивать зеркала можно только после полной регулировки сидения и в том положении, в котором вы собираетесь водить машину.Ни в коем случае не занимайтесь регулировкой зеркал на ходу — это крайне опасно и может создать аварийную ситуацию.

Как должен видеть водитель боковые зеркала?

Важные рекомендации — При настройке боковых зеркал водитель обязательно должен видеть в них дорожную разметку и ориентироваться, в какой полосе находится его машина, а в какой — соседние. Использовать дополнительные сферические зеркала, которые клеятся на боковые, можно только опытным водителям — они сильно искажают изображение. Собрались перестраиваться? Бросьте быстрый взгляд, чуть повернув голову за плечо — так вы обезопасите себя от столкновения при маневрировании. При движении задним ходом обязательно обернитесь, посмотрите в стекло, и только затем (проверив и зеркала тоже) начинайте манёвр.

Как понять сколько до машины сзади?

Как ориентироваться по зеркалам? — В качестве примера возьмём довольно распространённую ситуацию, парковку задом вплотную к забору или бордюру. Практически все начинающие водители испытывают проблему с определением расстояния до бордюра, и как правило, сильно до него не доезжают, чтобы не повредить задний бампер.

1. Для того чтобы подъехать к бордюру и не задеть его, необходимо использовать левое зеркало заднего вида.
2. По мере движения задним ходом вы заметите, как отражающийся в зеркале бордюр будет опускаться вниз.
3. И как только он достигнет нижней кромки зеркала, нужно остановиться.
4. Паркуясь таким способом, вы будете выдерживать дистанцию до препятствия сзади в районе 20 сантиметров.

Таким образом, вы гарантировано не повредите машину и больше не будете испытывать сложностей с парковкой в незнакомых местах. При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU Следите за нами в социальных сетях:

Как определить расстояние между машинами?

Дистанция — не фиксированная величина для всех случаев. Она зависит от скорости движения, состояния асфальта и шин вашего автомобиля, погодных условий, в том числе от скорости реакции и самочувствия водителя. Существуют приемы, помогающие быстро сориентироваться во время вождения.

Первый из них – деление скорости движения надвое. Иными словами, если скорость транспортного средства составляет 80 км/ч, то до машины, едущей впереди, должно оставаться не менее 40 м. Этот способ эффективен при перемещении по сухому дорожному покрытию и больше подходит для езды по трассе. Если же идет дождь или асфальт покрыт слоем льда, такие расчеты становятся неактуальными.

В сложных метеоусловиях безопасная дистанция будет равна скорости движения транспортного средства. Не каждый водитель может безошибочно определить расстояние «на глаз». Для тех, кому затруднительно интуитивно определять промежутки, существует так называемое правило двух секунд.

Необходимо дождаться, пока машина, едущая впереди, поравняется с каким либо ориентиром (дорожным знаком и пр.). После этого нужно сосчитать до двух. Если ваш автомобиль за это время проехал заданную отметку, значит, скорость нужно сбросить. Среднестатистическому водителю требуется ровно 1 секунда, чтобы среагировать на опасность и нажать на педаль тормоза.

Вторая секунда – запас для тех, чья реакция не отличается быстротой. Иногда временной интервал приходится увеличивать. Например, после снегопада и во время дождя опытные водители советуют выдерживать дистанцию в 4 секунды. При езде по гололеду безопасный промежуток возрастает до 5-6 секунд.

Все приведенные выше советы больше подходят для передвижения по загородным шоссе. Для городских же улиц существуют другие «хитрости». Автоэксперты не советуют отдаляться от машины впереди больше чем на 3 метра. Оптимальная же дистанция – 2/3 кузова транспортного средства. Разумеется, при этом крайне важно соблюдать скоростной режим, учитывать дорожные и метеорологические условия.

Ночью все гораздо сложнее. Засечь дистанцию теми же способами, что и днем, затруднительно, а соблюдать ее гораздо важнее. Днем вы видите далеко, и в большинстве случаев заранее заметите причину торможения машины впереди, что даст вам возможность нажать на тормоз заранее.

В темноте экстренная остановка станет для вас неприятным сюрпризом, ведь видеть вы можете только то, что освещают фары и задние габариты попутчика. Поэтому ночью лучше не «жадничать» и набрать метры с запасом. Чтобы избежать столкновений на дорогах, также необходимо соблюдать боковой интервал, т.е. минимальное расстояние между автомобилями, позволяющее свободно маневрировать на дороге.

Заднюю часть фур, автобусов, троллейбусов, нередко заносит даже на ровной дороге. От заноса не застрахован никто, особенно при порывах ветра. В сильный дождь при наезде на лужу нередко наблюдается аквапланирование. Машина теряет нормальное сцепление с асфальтом, что само по себе очень опасно.

Как рассчитать дистанцию между машинами?

Скорость надвое — Первый способ использовали еще наши деды, когда не существовало точной электроники, которая помогала бы держать расстояние до впереди идущего транспортного средства. Методика обычно фигурировала в старых советских учебников для шоферов и называется «Скорость надвое».

1. Расчет очень простой – берется текущая скорость на спидометре и делится на 2.
2. Получившаяся цифра – это безопасная дистанция до идущего впереди автомобиля.
3. Например, водитель едет со скоростью 90 км/ч, соответственно, 90 / 2 = 45 метров – это безопасное расстояние до автомобиля впереди.
4. Важно учитывать! Такой расчет правильно работает только в условиях сухого дорожного полотна.

Как только асфальт намок из-за дождя или выпал рыхлый снег – методика перестает работать.

Как правильно парковаться по зеркалам?

Парковка по зеркалам — Но парктроники есть не на всех машинах, а их установка недешевая, поэтому придётся обходиться тем, что уже есть в автомобиле. Мало кто из водителей знает, что при помощи боковых зеркал можно парковаться не только задним ходом, но и передом.

1. Делается это следующим образом.
2. Заезжая передом в парковочный карман, водитель должен смотреть на левое зеркало заднего вида.
3. Но не на зеркальный элемент, а на нижнюю кромку корпуса зеркала.
4. Как только вы увидите, что бордюр или низ забора, находящегося перед машиной, приближается к нижней кромке зеркала, то можно останавливаться.

Этот метод позволяет гарантировано избегать столкновения с бордюрами. Также корпуса зеркал можно использовать при заезде в парковочный карман задним ходом. Иногда бывает непросто определить, насколько сильно нужно сдавать назад, и чтобы не врезаться в забор или другую машину, можно ориентироваться по боковым зеркалам.

Что должен видеть водитель в правое зеркало?

Как настроить зеркало заднего вида традиционным способом — Главное правило традиционной установки — придерживаться пропорции ¼ часть зеркала занимает отображение крыла машины, остальные ¾ занимает отображение дороги. При горизонтальной установке следите за линией горизонта — параллельное дороге отображение полностью показывать перспективу сзади автомобиля.

1. Центр лобового стекла должен сходиться с центральной линией салонного зеркала. В такой позиции оно отображает полную картину заднего вида.
2. Левое боковое устанавливают так, чтобы при наклоне головы к окну, заднее крыло просматривалось. При удобном расположении на водительском сидении, в левом боковом зеркале будет отображаться только небольшая часть кузова.
3. Правое настраивают сидя на водительском месте, наклонив голову к центру автомобиля. Водитель должен видеть в зеркале правое заднее крыло автомобиля. Тогда сидя за рулем ему будет видна только малая часть кузова.

Такая регулировка позволит водителю полностью ощутить параметры автомобиля и уверенно поворачивать, перестраиваться в другие полосы, не боясь зацепить крылом соседнее авто или любую другую преграду.

Когда надо смотреть в зеркало заднего вида?

Перед любыми поворотами и в них смотрите в одноименные боковые зеркала и реже в остальные. Вдруг вас кто-то начал обгонять, тогда лучше пропустить его до начала поворота или до того, как он столкнётся со встречным автомобилем. Если едете в среднем ряду, перед перестроением посмотрите в оба боковых зеркала.

Как правильно настраивать зеркала в машине?

Как отрегулировать боковые зеркала — Правильно настроенное наружное зеркало должно показывать дорогу сбоку, часть соседней полосы и те транспортные средства, что по ней движутся. Если в «кадр» попали ручка задней двери или часть крыла, то все сделано правильно. Помните, что дорога в отражении должна занимать половину поверхности зеркала. При таких условиях количество не просматриваемых зон снизится и вы будете чувствовать себя более комфортно. Например, увидите от начала и до конца манёвр идущего сзади автомобиля, который совершает обгон.

Почему на некоторых боковые зеркала отдаляют?

Чтобы водитель получил большой обзор с правой стороны, производители вынуждены делать поверхность зеркала выпуклой. Таким образом оно может собирать больше света. Чем больше световых лучей попадет на зеркало, тем больше информации позади автомобиля получит человек за рулем.

Как называется зеркало в машине?

Автомобили На современных автомобилях обычно устанавливают три зеркала заднего вида: одно в салоне над ветровым стеклом, и два снаружи на передних дверцах — слева и справа.

Как научиться чувствовать габариты?

Метки: эффективные знаки для ощущения габаритов — Чтобы лучше ощущать габариты авто, нужно сделать метки на стекле переднего вида. Линейку следует прислонить одним концом к капоту в месте расположения центра ведущего колеса, а другим — к стеклу переднего вида.

В месте, расположенном на оси заднего колеса, необходимо поставить метку каплей краски или карандашом. Для запоминания габаритов эти же действия повторяют с передней шиной. Сделанные метки помогут в любой обстановке выбрать правильный вектор движения — при парковке, к примеру, или заезде в узкий гараж.

Метками могут стать боковые зеркала, при помощи которых легко ориентироваться в габаритных размерах машины при вождении. Многие производители оснащают свои изделия объемными фарами, которые также служат для более эффективного их понимания.

Что значит чувствовать габариты?

124322 — Для того чтобы уверенно управлять автомобилем, необходимо чувствовать его габариты. Под его габаритами подразумевают основные величины: длину, ширину и высоту. Но знать конкретные замеры – недостаточно, важно, находясь внутри авто, понимать реальные расстояния от корпуса транспортного средства до внешних преград.

Мы расскажем вам, как почувствовать машину и научится проезжать даже самые узкие места. Ведь все транспортные средства отличаются своими размерами, соответственно, даже если опытный водитель садится за руль нового транспортного средства, ему понадобится время на определение размера автомобиля. Не говоря уже о новичках, которым сложно понять свое место на дорожном полотне.

Давайте попытаемся разобраться, как чувствовать автомобиль, с какими основными проблемами сталкиваются неопытные водители, как выработать схему ориентации в пространстве.

Как понять расстояние до бордюра?

Как припарковаться задним ходом к бордюру или стене? — Теперь давайте рассмотрим более сложную парковку – задним ходом, Здесь определять габариты сложнее. Тем не менее, зная простые правила, вы сделаете это легко. Вы также должны ориентироваться на левое зеркало заднего вида, фокусируя свой взгляд. Если вы все сделали правильно, то расстояние между задним бампером и стеной/бордюром будет приблизительно 30 см. Это, кстати, позволит вам беспрепятственно открыть багажник. Внимание! Этот метод определения габаритов, позволяющий рассчитать расстояние между препятствием и бампером, подходит не для всех автомобилей.

Дело в том, что все зависит от размеров автомобиля, от правильных настроек зеркал, от настроек водительского кресла, а также от того, как сидит водитель за рулем, В том числе все зависит от высоты автомобиля. Ясно, что за рулем кроссоверов и внедорожников метки могут быть другими. Тем не менее этот простой способ показывает вам детально, как с помощью простых меток любой водитель может легко припарковаться к бордюру, к стене или другому автомобилю.

Правда, для этого вы должны отрегулировать свое положение за рулем (найти правильное место и точку обзора) и зеркала заднего вида. Но, несмотря на то что на эти метки влияет множество факторов в большинстве автомобилей, каждый водитель может найти такое положение за рулем, которое поможет легко ориентироваться во время парковки, чтобы быстро определить расстояние для препятствия.

Чтобы это было легко сделать, попрактикуйтесь на парковке. Останавливайте машину, выходите и смотрите, сколько осталось места до бордюра, стены или другого препятствия. Боитесь экспериментировать на парковке среди автомобилей? Тогда вперед на площадку или на пустую парковку возле ТЦ рано утром: поставьте бутылки с водой и практикуйтесь.

Вы быстро найдете метки, которые помогут вам практически безошибочно определять расстояние между автомобилем и препятствием. В этом случае вы быстро избавитесь от страха парковки, который для многих водителей – как кошмарный сон,

Как определить расстояние формула?

Взаимосвязь скорости, времени, расстояния — Скорость, время и расстояние связаны между собой очень крепко. Одно без другого даже сложно представить. Если известны скорость и время движения, то можно найти расстояние. Оно равно скорости, умноженной на время: s = v × t. Задачка 1. Мы вышли из дома и направились в гости в соседний двор. Мы дошли до соседнего двора за 15 минут. Фитнес-браслет показал, что наша скорость была 50 метров в минуту. Какое расстояние мы прошли? Как рассуждаем: Если за одну минуту мы прошли 50 метров, то сколько таких пятьдесят метров мы пройдем за 10 минут? Умножив 50 метров в минуту на 15 минут, мы определим расстояние от дома до магазина: v = 50 м/мин t = 15 мин s = v × t = 50 × 15 = 750 (м) Ответ: мы прошли 750 метров. Если известно время и расстояние, то можно найти скорость: v = s : t. Задачка 2. Двое школьников решили проверить, кто быстрее добежит от двора до спортплощадки. Расстояние между двором и площадкой — 100 метров. Первый школьник добежал за 25 секунд, второй за 50 секунд. Кто добежал быстрее? Как рассуждаем: Быстрее добежал тот, кто за 1 секунду пробежал большее расстояние. Говорят, что у него скорость движения больше. В этой задаче скорость школьников — это расстояние, которое они пробегают за 1 секунду. Чтобы найти скорость, нужно расстояние разделить на время движения. Найдем скорость первого школьника: для этого разделим 100 метров на время движения первого школьника, то есть на 25 секунд: 100 : 25 = 4 Если расстояние дано в метрах, а время движения в секундах, то скорость измеряется в метрах в секунду (м/с). Если расстояние дано в километрах, а время движения в часах, скорость измеряется в километрах в час (км/ч). В нашей задаче расстояние дано в метрах, а время в секундах. Значит, будем измерять скорость в метрах в секунду (м/с).100 м : 25 с = 4 м/с Так мы узнали, что скорость движения первого школьника 4 метра в секунду. Теперь найдем скорость движения второго школьника. Для этого разделим расстояние на время движения второго школьника, то есть на 50 секунд: 100 : 50 = 2 Значит, скорость движения второго школьника составляет 2 метра в секунду. Сейчас можно сравнить скорости движения каждого школьника и узнать, кто добежал быстрее.4 (м/с) > 2 (м/с) Скорость первого школьника больше. Значит, он добежал до спортивной площадки быстрее. Ответ: первый школьник добежал быстрее. Если известны скорость и расстояние, то можно найти время: t = s : v. Задачка 3. От школы до стадиона 500 метров. Мы должны дойти до него пешком. Наша скорость будет 100 метров в минуту. За какое время мы дойдем до стадиона из школы? Как рассуждаем: Если за одну минуту мы будем проходить 100 метров, то сколько таких минут со ста метрами будет в 500 метрах? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно 500 метров разделить на расстояние, которое мы будем проходить за одну минуту, то есть на 100. Тогда мы получим время, за которое дойдем до стадиона: s = 500 м v = 100 м/мин t = s : v = 500 : 100 = 5 (мин) Ответ: от школы до стадиона мы дойдем за 5 минут. Специально для уроков математики можно распечатать или нарисовать самостоятельно такую таблицу, чтобы быстрее запомнить и применять формулы скорости, времени, расстояния.

Как понять расстояние до бордюра?

Как припарковаться задним ходом к бордюру или стене? — Теперь давайте рассмотрим более сложную парковку – задним ходом, Здесь определять габариты сложнее. Тем не менее, зная простые правила, вы сделаете это легко. Вы также должны ориентироваться на левое зеркало заднего вида, фокусируя свой взгляд. Если вы все сделали правильно, то расстояние между задним бампером и стеной/бордюром будет приблизительно 30 см. Это, кстати, позволит вам беспрепятственно открыть багажник. Внимание! Этот метод определения габаритов, позволяющий рассчитать расстояние между препятствием и бампером, подходит не для всех автомобилей.

Дело в том, что все зависит от размеров автомобиля, от правильных настроек зеркал, от настроек водительского кресла, а также от того, как сидит водитель за рулем, В том числе все зависит от высоты автомобиля. Ясно, что за рулем кроссоверов и внедорожников метки могут быть другими. Тем не менее этот простой способ показывает вам детально, как с помощью простых меток любой водитель может легко припарковаться к бордюру, к стене или другому автомобилю.

Правда, для этого вы должны отрегулировать свое положение за рулем (найти правильное место и точку обзора) и зеркала заднего вида. Но, несмотря на то что на эти метки влияет множество факторов в большинстве автомобилей, каждый водитель может найти такое положение за рулем, которое поможет легко ориентироваться во время парковки, чтобы быстро определить расстояние для препятствия.

Чтобы это было легко сделать, попрактикуйтесь на парковке. Останавливайте машину, выходите и смотрите, сколько осталось места до бордюра, стены или другого препятствия. Боитесь экспериментировать на парковке среди автомобилей? Тогда вперед на площадку или на пустую парковку возле ТЦ рано утром: поставьте бутылки с водой и практикуйтесь.

Вы быстро найдете метки, которые помогут вам практически безошибочно определять расстояние между автомобилем и препятствием. В этом случае вы быстро избавитесь от страха парковки, который для многих водителей – как кошмарный сон,

Для занятия необходима установленная на компьютерах среда программирования miniBloq и драйвера для Arduino.

Для дополнительного задания

Сегодня мы попробуем разобраться, как можно видеть объекты и определять расстояние до них.

Датчик препятствий

Каждый робот, способный ездить, летать или плавать, должен видеть препятствия, находящиеся у него на пути. 

Чтобы робот смог это сделать, ему необходимы соответствующие датчики. В английской литературе такие устройства называют proximity sensor, мы же их будем называть датчиками препятствия.

Мы рассмотрим один из самых распространенных датчиков препятствия, который работает по принципу отражения.

Устроен он очень просто. Датчик содержит направленный источник света и детектор света. Источником часто служит инфракрасный светодиод с линзой, а детектором — фотодиод или фототранзистор. (Рис.1)

Рис.1 Датчик препятствия

Светодиод на датчике постоянно включен и излучает узкий пучок света в прямом направлении. Если перед датчиком есть препятствие (Рис.1 А), то на детектор попадает отраженный свет от источника, и на выходе датчика появляется положительный импульс. 

В противном случае, если препятствия нет, то датчик молчит (Рис.1 Б). 

Есть и третий вариант, когда препятствие есть, а датчик его не видит. Как вы думаете, как получить такой результат?

Для того, чтобы произошла данная ситуация, необходимо, чтобы свет не отражался от препятствия. (Рис.1 B) Получается, матовую черную поверхность датчик не увидит, так как черный цвет плохо отражает свет.

Если же мы будем оценивать и яркость отраженного сигнала, то мы сможем получить грубое понимание расстояния до объекта, ведь чем ближе объект, тем ярче отражение.

В нашей работе мы используем датчик препятствия, оснащенный компаратором, что немного ограничивает его сферу применения. Компаратор преобразовывает аналоговый сигнал (от 0В до 5В) в цифровой (Да или Нет)

Давайте, соберем схему которая будет распознавать препятствия и сигнализировать о них. (Рис.2)

Т.к. наш датчик имеет цифровой сигнальный выход, то подключим его к цифровому входу Ардуино. 

Рис. 2. Сигнализатор препятствий

Обратите внимание

Как известно, вокруг нас имеется множество источников инфракрасного излучения, включая лампы освещения и солнце. Фоточувствительный элемент датчика регистрирует это фоновое излучение, и может дать ложный сигнал срабатывания. Другими словами, датчик препятствия может сработать, когда никакого препятствия и нет вовсе.

Чтобы решить эту проблему, на датчике имеется возможность настроить чувствительность таким образом, чтобы воспринимать только свет достаточной силы. 

Для настройки порогового напряжения нам понадобится шлицевая отвертка (она же — плоская). В этой процедуре нам также поможет зеленый светодиод состояния, который загорается, когда датчик регистрирует достаточный уровень инфракрасного света.

Алгоритм настройки сводится к трем шагам:

1. помещаем датчик в условия освещенности, в которых он будет работать;

2. подключаем датчик к питанию, при этом на нем загорится красный светодиод;

3. убираем перед датчиком все препятствия и крутим потенциометр до тех пор, пока зеленый светодиод состояния не погаснет.

Для проверки поднесем к датчику ладонь, и на определенном расстоянии загорится зеленый светодиод. Уберем руку — светодиод погаснет. 

Важно. Расстояние, на котором датчик регистрирует препятствие зависит от уровня фоновой засветки, от настройки чувствительности и от правильного расположения фотодиода и светодиода на датчике. Они должны быть расположены строго параллельно  друг другу.

Теперь, когда датчик настроен должным образом, приступим к составлению программы. (Рис.3)

Для примера, будем зажигать и гасить светодиод на пине D13 на Ардуино Уно в зависимости от показаний датчика.

При использовании цифрового датчика программа будет такой же, как и в случае работы с кнопками. 

На каждой итерации вечного цикла мы считываем значение на пине D2, и затем сравниваем это значение с уровнем HIGH. Если значение равно HIGH, значит датчик видит препятствие, и мы зажигаем светодиод, в противном случае — гасим.

Рис.3.  Сигнализатор препятствий

Как думаете где нам может пригодится такое устройство?

Этот датчик широко используется в колесных роботах, например для объезда препятствий и детектирования края стола, по которому он ездит.

Выберите одно из 2х применений и напишите в тетради блок-схему этого робота.

Датчик расстояния

Теперь мы разберем работу одного из самых популярных датчиков — ультразвукового (УЗ) дальномера.

Существует много разных модификаций подобных устройств, но все они работают по принципу измерения времени прохождения отраженного звука. То есть датчик отправляет звуковой сигнал в заданном направлении, затем ловит отраженное эхо и вычисляет время полета звука от датчика до препятствия и обратно. (Рис.4)

Рис.4.  Сигнализатор препятствий

Из курса физики мы знаем, что скорость звука в некоторой среде величина постоянная, но зависит от плотности среды. Зная скорость звука в воздухе и время полета звука до цели, мы можем рассчитать пройденное звуком расстояние по формуле:

s = v*t

где v — скорость звука в м/с, а t — время в секундах.  Скорость звука в воздухе, кстати, равна 340,29 м/с.

Чтобы справиться со своей задачей, дальномер имеет две важные конструктивные особенности. 

Во-первых, чтобы звук хорошо отражался от препятствий, датчик испускает ультразвук с частотой 40 кГц. Для этого в датчике имеется пьезокерамический излучатель, который способен генерировать звук такой высокой частоты. 

Во-вторых, излучатель устроен таким образом, что звук распространяется не во все стороны (как это бывает у обычных динамиков), а в узком направлении. На Рис.5 представлена диаграмма направленности типичного УЗ дальномера.

Рис.5 Диаграмма направленности типичного УЗ дальномера

Как видно на диаграмме, угол обзора самого простого УЗ дальномера составляет примерно 50-60 градусов. Для типичного варианта использования, когда датчик детектирует препятствия перед собой, такой угол обзора вполне пригоден. Ультразвук сможет обнаружить даже ножку стула, тогда как лазерный дальномер, к примеру, может её не заметить.

Если же мы решим сканировать окружающее пространство, вращая дальномер по кругу как радар, УЗ дальномер даст нам очень неточную и шумную картину. Для таких целей лучше использовать как раз лазерный дальномер.

Так же как и ИК дальномер, УЗ дальномер имеет свои недостатки. И тоже может не определять расстояние до некоторых предметов. Как вы думаете до каких и почему?

Поверхности имеющие пористую структуру хорошо поглощают ультразвук, и датчик не может измерить расстояние до них. Например, если мы задумаем измерить расстояние от мультикоптера до поверхности поля с высокой травой, то скорее всего получим очень нечеткие данные. Такие же проблемы нас ждут при измерении дистанции до стены, покрытой поролоном или мягким ковром.

Есть и второй недостаток. Он связан со скоростью звуковой волны. Эта скорость недостаточно высока, чтобы сделать процесс измерения относительно частым. Допустим, перед роботом есть препятствие на удалении 4 метра. Чтобы звук слетал туда и обратно, потребуется целых 24 мс. 

В этом уроке мы будем работать с датчиком HC-SR04 и контроллером Ардуино Уно. Этот популярный дальномер умеет измерять расстояние от 1–2 см до 4–6 метров. При этом, точность измерения составляет 0,5–1 см.

Встречаются разные версии одного и того же HC-SR04. Одни работают лучше, другие хуже. Отличить их можно по рисунку платы на обратной стороне. Версия, которая работает хорошо выглядит так:

А вот версия, которая может давать сбои:

Датчик HC-SR04 имеет четыре вывода. Кроме земли (Gnd) и питания (Vcc) еще есть Trig и Echo. Для того чтобы дальномер работал корректно с нашей средой разработки, подключим:

Trig к D15

Echo к D16

А в программе будем выбирать 15-й пин.

Давайте считаем показания дальномера и выведем их в терминал. (Рис. 6)

Рис.6 Обработка показаний дальномера

Если у вас все заработало, предлагаю вам поэкспериментировать с разными препятствиями.

Измените программу, чтобы при нахождении препятствия ближе 15 см, загорался светодиод на пине D13. (Рис.7)

Рис.7

Теперь предлагаю вам собрать устройство со светодиодным индикатором. 

Задача звучит так:

Если расстояние до объекта больше метра, то не горит ни одного светодиода.

Если расстояние от 70 см до 100 см, то горит 1 светодиод.

Если расстояние от 40 см до 70, то горит 2 светодиода.

Если расстояние меньше 40 см, то горит 3 светодиода.

Дополнительное упражнение

Ультразвуковая трость. 

Напишите программу, которая будет «вибрировать» вибромотором с различной частотой, в зависимости от измеренного расстояния.

Например, если расстояние до препятствия более трех метров — вибромотор вибрирует раз в пол секунды.

При расстоянии 1 метр — раз в 100 мс.

Менее 10 см — вибрирует постоянно.

Мы с вами большие молодцы, продолжайте в том же духе!

Очень часто требуется определять расстояния до различных предметов на местности. Наиболее точно и быстро расстояния определяются посредством специальных приборов (дальномеров) и дальномерных шкал биноклей, стереотруб, прицелов. Но из-за отсутствия приборов нередко расстояния определяют с помощью подручных средств и на глаз.

К числу распространенных способов определения дальности (расстояний) до объектов на местности относятся следующие: по угловым размерам объекта; по линейным размерам объектов; глазомерный; по видимости (различимости) объектов; по звуку и др..

Определение расстояний по угловым размерам предметов (рис. 8) основано на зависимости между угловыми и линейными величинами. Угловые размеры предметов измеряют в тысячных с помощью бинокля, приборов наблюдения и прицеливания, линейки и т. д.

Некоторые угловые величины (в тысячных долях дистанции) приведены в таблице 2.

Таблица 2

Наименование предметов	Размер в тысячных
Толщина большого пальца руки	40
Толщина указательного пальца	33
Толщина среднего пальца	35
Толщина мизинца	25
Патрон по ширине дульца гильзы (7,62 мм)	12
Гильза 7,62 мм по ширине корпуса	18
Карандаш простой	10-11
Спичечная коробка по длине	60
Спичечная коробка по ширине	50
Спичечная коробка по высоте	30
Толщина спички	2

Расстояние до предметов в метрах определяют по формуле: , где В — высота (ширина) предмета в метрах; У — угловая величина предмета в тысячных.

Например (см. рис. 8):

1. угловой размер наблюдаемого в бинокль ориентира (телеграфный столб с подпоркой), высота которого 6 м, равен малому делению сетки бинокля (0-05). Следовательно, расстояние до ориентира будет равно: .
2. угол в тысячных, измеренный линейкой, расположенной на расстоянии 50 см от глаза, (1 мм равен 0-02) между двумя телеграфными столбами 0-32 (телеграфные столбы находятся друг от друга на расстоянии 50 м). Следовательно, расстояние до ориентира будет равно: .
3. высота дерева в тысячных, измеренная линейкой 0-21 (истинная высота дерева 6 м).Следовательно, расстояние до ориентира будет равно: .

Определение расстояний по линейным размерам предметов заключается в следующем (рис. 9). С помощью линейки, расположенной на расстоянии 50 см от глаза, измеряют в миллиметрах высоту (ширину) наблюдаемого предмета. Затем действительную высоту (ширину) предмета в сантиметрах делят на измеренную по линейке в миллиметрах, результат умножают на постоянное число 5 и получают искомую высоту предмета в метрах:

Например, расстояние между телеграфными столбами равное 50 м (рис.8) закрывается на линейке отрезок 10 мм. Следовательно, расстояние до телеграфной линии равно:

Точность определения расстояний по угловым и линейным величинам составляет 5-10% длины измеряемого расстояния. Для определения расстояний по угловым и линейным размерам предметов рекомендуется запомнить величины (ширину, высоту, длину) некоторых из них, приведенные в табл. 3.

Таблица 3

Предмет	Размеры, м
Высота	Длина	Ширина
Средний танк	2-2,5	6-7	3-3 5
Бронетранспортер	2	5-6	2-2,4
Мотоцикл с коляской	1	2	1,2
Грузовой автомобиль	2-2,5	5-6	2-3,5
Легковой автомобиль	1,6	4	1,5
Пассажирский вагон четырехосный	4	20	3
Железнодорожная цистерна четырехосная	3	9	2,8
Деревянный столб линии связи	5-7	—	—
Человек среднего роста	1,7	—	—

Определение расстояний глазомерным способом

Глазомерный — это самый простой и быстрый способ. Главное в нем — тренированность зрительной памяти и умение мысленно откладывать на местности хорошо представляемую постоянную меру (50, 100, 200, 500 метров). Закрепив в памяти эти эталоны, нетрудно сравнивать с ними и оценивать расстояния на местности.

При измерении расстояния путем последовательного мысленного откладывания хорошо изученной постоянной меры надо помнить, что местность и местные предметы кажутся уменьшенными в соответствии с их удалением, то есть при удалении в два раза и предмет будет казаться в два раза меньше. Поэтому при измерении расстояний мысленно откладываемые отрезки (меры местности) будут уменьшаться соответственно удалению.

При этом необходимо учитывать следующее:

• чем ближе расстояние, тем яснее и резче нам кажется видимый предмет;
• чем ближе предмет, тем он кажется больше;
• более крупные предметы кажутся ближе мелких предметов, находящихся на том же расстоянии;
• предмет более яркой окраски кажется ближе, чем предмет темного цвета;
• ярко освещенные предметы кажутся ближе слабо освещенных, находящихся на том же расстоянии;
• во время тумана, дождя, в сумерки, пасмурные дни, при насыщенности воздуха пылью наблюдаемые предметы кажутся дальше, чем в ясные и солнечные дни;
• чем резче разница в окраске предмета и фона, на котором он виден, тем более уменьшенными кажутся расстояния; так, например, зимой снежное поле как бы приближает находящиеся на нем более темные предметы;
• предметы на ровной местности кажутся ближе, чем на холмистой, особенно сокращенными кажутся расстояния, определяемые через обширные водные пространства;
• складки местности (долины рек, впадины, овраги), невидимые или не полностью видимые наблюдателем, скрадывают расстояние;
• при наблюдении лежа предметы кажутся ближе, чем при наблюдении стоя;
• при наблюдении снизу вверх — от подошвы горы к вершине, предметы кажутся ближе, а при наблюдении сверху вниз — дальше;
• когда солнце находится позади военнослужащего, расстояние скрадывается; светит в глаза — кажется большим, чем в действительности;
• чем меньше предметов на рассматриваемом участке (при наблюдении через водное пространство, ровный луг, степь, пашню), тем расстояния кажутся меньше.

Точность глазомера зависит от натренированности военнослужащего. Для расстояния 1000 м обычная ошибка колеблется в пределах 10-20%.

Определение расстояний по видимости (различимости) объектов

Невооруженным глазом можно приблизительно определить расстояние до целей (предметов) по степени их видимости. Военнослужащий с нормальной остротой зрения может увидеть и различить некоторые предметы со следующих предельных расстояний, указанных в таблице 4.

Надо иметь в виду, что в таблице указаны предельные расстояния, с которых начинают быть видны те или иные предметы. Например, если военнослужащий увидел трубу на крыше дома, то это означает, что до дома не более 3 км, а не ровно 3 км. Пользоваться данной таблицей как справочной не рекомендуется. Каждый военнослужащий должен индивидуально для себя уточнить эти данные.

Таблица 4

Объекты и признаки	Расстояния, с которых они становятся видимы (различимы)
Отдельный небольшой дом, изба	5 км
Труба на крыше	3 км
Самолет на земле танк на месте	1 2 км
Стволы деревьев, километровые столбы и столбы линии связи	1,0 км
Движение ног и рук бегущего или идущего человека	700 м
Станковый пулемет, миномет, противотанковая пушка, колья проволочных заграждений	500 м
Ручной пулемет, винтовка, цвет и части одежды на человеке, овал его лица	250 — 300 м
Черепица на крышах, листья деревьев, проволока на кольях	200 м
Пуговицы и пряжки, подробности вооружения солдата	100 м
Черты лица человека, кисти рук, детали стрелкового оружия	100 м

Ориентирование по звукам.

Ночью и в туман, когда наблюдение ограничено или вообще невозможно (а на сильно пересеченной местности и в лесу, как ночью, так и днем) на помощь зрению приходит слух.

Военнослужащие обязательно должны учиться определять характер звуков (то есть что они означают), расстояние до источников звуков и направление, откуда они исходят. Если слышны различные звуки, военнослужащий должен уметь отличать их один от другого. Развитие такой способности достигается длительной тренировкой (таким же образом профессиональный музыкант различает голоса инструментов в оркестре).

Почти все звуки, означающие опасность, производятся человеком. Поэтому если военнослужащий слышит даже самый слабый подозрительный шум, он должен замереть на месте и слушать. Если противник начнет двигаться первым, выдав тем самым свое месторасположение, то он первым и будет обнаружен.

В тихую летнюю ночь даже обычный человеческий голос на открытом пространстве слышно далеко, иногда на полкилометра. В морозную осеннюю или зимнюю ночь всевозможные звуки и шумы слышны очень далеко. Это касается и речи, и шагов, и звяканья посуды либо оружия. В туманную погоду звуки тоже слышны далеко, но их направление определить трудно. По поверхности спокойной воды и в лесу, когда нет ветра, звуки разносятся на очень большое расстояние. А вот дождь сильно глушит звуки. Ветер, дующий в сторону военнослужащего, приближает звуки, а от него — удаляет. Он также относит звук в сторону, создавая искаженное представление о местонахождении его источника. Горы, леса, здания, овраги, ущелья и глубокие лощины изменяют направление звука, создавая эхо. Порождают эхо и водные пространства, способствуя его распространению на большие дальности.

Звук меняется, когда источник его передвигается по мягкой, мокрой или жесткой почве, по улице, по проселочной или полевой дороге, по мостовой или покрытой листьями почве. Необходимо учитывать, что сухая земля лучше передает звуки, чем воздух. Ночью звуки особенно хорошо передаются через землю. Потому часто прислушиваются, приложив ухо к земле или к стволам деревьев. Средняя дальность слышимости различных звуков днем на ровной местности, км (летом), приведена в таблице 5.

Таблица 5

Характер звука	Дальность слышимости, м
Треск сломанной ветки	До 80
Шаги идущего по дороге человека	40-100
Удар весел по воде	До 1000
Удар топора, звон поперечной пилы	300-400
Отрывка окопов лопатами в твердом грунте	500-1000
Негромкий разговор	200-300
Громкий крик	1000-1500
Стук металлических частей снаряжения	До 300
Заряжание стрелкового оружия	До 500
Двигатель танка, работающий на месте	До 1000
Движение войск в пешем порядке:
— по грунтовой дороге	До 300
— по шоссе	До 600
Движение автомобиля:
— по грунтовой дороге	До 500
— по шоссе	До 1000
Движение танка:
— по грунтовой дороге	До 1200
— по шоссе	3000-4000
Выстрел:
— из винтовки	2000-3000
— из орудия	5000 и более
Орудийная стрельба	До 15000

Для прослушивания звуков лежа необходимо лечь на живот и слушает лежа, стараясь определить направление звуков. Это легче сделать, повернув одно ухо в ту сторону, откуда доносится подозрительный шум. Для улучшения слышимости рекомендуется при этом приложить к ушной раковине согнутые ладони, котелок, отрезок трубы.

Для лучшего прослушивания звуков можно приложить ухо к положенной на землю сухой доске, которая выполняет роль собирателя звука, или к сухому бревну, вкопанному в землю.

Определение расстояний по спидометру. Расстояние, пройденное машиной, определяется как разность показаний спидометра в начале и конце пути. При движении по дорогам с твердым покрытием оно будет на 3-5%, а по вязкому грунту на 8-12% больше действительного расстояния. Такие погрешности в определении расстояний по спидометру возникают от пробуксовки колес (проскальзывания гусениц), износа протекторов покрышек и изменения давления в шинах. Если необходимо определить пройденное машиной расстояние возможно точнее, надо в показания спидометра внести поправку. Такая необходимость возникает, например, пря движении по азимуту или при ориентировании с использованием навигационных приборов.

Величина поправки определяется перед маршем. Для этого выбирается участок дороги, который по характеру рельефа и почвенного покрова подобен предстоящему маршруту. Этот участок проезжают с маршевой скоростью в прямом и обратном направлениях, снимая показания спидометра в начале и конце участка. По полученным данным определяют среднее значение протяженности контрольного участка и вычитают из него величину этого же участка, определенную по карте или на местности лентой (рулеткой). Разделив полученный результат на длину участка, измеренного по карте (на местности), и умножив на 100, получают коэффициент поправки.

Например, если среднее значение контрольного участка равно 4,2 км, а измеренное по карте 3,8 км, то коэффициент поправки равен:

Таким образом, если длина маршрута, измеренного по карте, составляет 50 км, то на спидометре будет отсчет 55 км, т. е. на 10% больше. Разница в 5 км и есть величина поправки. В некоторых случаях она может быть отрицательной.

Измерение расстояний шагами. Этот способ применяется обычно при движении по азимуту, составлении схем местности, нанесении на карту (схему) отдельных объектов и ориентиров и в других случаях. Счет шагов ведется, как правило, парами. При измерении расстоянии большой протяженности шаги более удобно считать тройками попеременно под левую и правую ногу. После каждой сотни пар или троек шагов делается отметка каким-нибудь способом и отсчет начинается снова.

При переводе измеренного расстояния шагами в метры число пар или троек шагов умножают на длину одной пары или тройки шагов.

Например, между точками поворота на маршруте пройдено 254 пары шагов. Длина одной пары шагов равна 1,6 м. Тогда:

Обычно шаг человека среднего роста равен 0,7-0,8 м. Длину своего шага достаточно точно можно определить по формуле:

, где Д-длина одного шага в метрах; Р — рост человека в метрах.

Например, если рост человека 1,72 м, то длина его шага будет равна:

Более точно длина шага определяется промером какого-нибудь ровного линейного участка местности, например дороги, протяженностью 200-300 м, который заранее измеряется мерной лентой (рулеткой, дальномером и т. п.).

При приближенном измерении расстояний длину пары шагов принимают равной 1,5 м.

Средняя ошибка измерения расстояний шагами в зависимости от условий движения составляет около 2-5% пройденного расстояния.

Определение расстоянии по времени и скорости движения. Этот способ применяется для приближенного определения величины пройденного расстояния, для чего среднюю скорость умножают на время движения. Средняя скорость пешехода около 5, а при движении на лыжах 8-10 км/ч.

Например, если разведывательный дозор двигался на лыжах 3 ч, то он прошел около 30 км.

Определение расстояний по соотношению скоростей звука и света. Звук распространяется в воздухе со скоростью 330 м/с, т. е. округленно 1 км за 3 с, а свет — практически мгновенно (300000 км/ч). Таким образом, расстояние в километрах до места вспышки выстрела (взрыва) равно числу секунд, прошедших от момента вспышки до момента, когда был услышан звук выстрела (взрыва), деленному на 3.

Например, наблюдатель услышал звук взрыва через 11с после вспышки. Расстояние до места вспышки будет равно:

Определение расстояний геометрическими построениями на местности. Этот способ может применяться при определении ширины труднопроходимых или непроходимых участков местности и препятствий (рек, озер, затопленных зон и т. п.). На рис.10 показано определение ширины реки построением на местности равнобедренного треугольника.

Так как в таком треугольнике катеты равны, то ширина реки АВ равна длине катета АС.

Точка А выбирается на местности так, чтобы с нее был виден местный предмет (точка В) на противоположном берегу, а также вдоль берега реки можно было измерить расстояние, равное ее ширине.

Другой вариант этого способа показан на рис. 10, б.

Точка С выбирается так, чтобы угол АСВ был равен 60°.

Известно, что тангенс угла 60° равен 1/2, следовательно, ширина реки равна удвоенному значению расстояния АС.
Как в первом, так и во втором случае угол при точке А должен быть равен 90°.

Ориентирование по свету весьма удобно для выдерживания направления или для определения положения объекта на местности. Двигаться ночью на источник света наиболее надежно. Расстояния, на которых обнаруживаются источники света невооруженным глазом ночью, приведены в таблице 6.

Таблица 6

Источник света	Дальность обнаружения, км
Огонь папиросы	0,5-0,8
Горящая спичка	До 1,5
Свет карманного фонаря	1,5-2
Вспышки выстрелов из стрелкового оружия из отдельных орудий	1,5-2 до 4-5
Свет фар автомобиля и танка	до4-8
Костер	до 6-8
Мигающий огонь	1,5

Читать полный конспект Ориентирование на местности