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In the traditional, sequential operation mode the sensors are independent from each other. They operate in an infinite loop one after the other, with each sensor sending its own ultrasonic pulse and waiting for the echo to calculate the distance to the object (left picture below). If a sensor receives an echo from a pulse that was sent earlier by another sensor it will be treated like a regular echo, resulting in a faulty measurement (right picture).

Im klassischen Direktechomodus sind die Sensoren unabhängig voneinander. In einer Dauerschleife arbeiten die Sensoren nacheinander, wobei jeder aktive Sensor einen eigenen Ultraschallpuls aussendet und anschließend auf das Echo wartet, aus dem die Entfernung zum Objekt berechnet wird (linkes Bild unten). Falls ein Sensor zufällig ein Echo vom Puls eines früheren Sensors empfängt, kann dies nicht erkannt werden und es kommt zu einer Fehlmessung (rechtes Bild).


In cross-echo mode only one sensor of the group of four will send a pulse but all four sensors can receive the echo. If the positions of all sensors are known it is possible to estimate the location of the detected object based on the different durations it takes the echo to reach each sensor.

Im Kreuzechomodus dagegen sendet immer nur ein Sensor aus einer Vierergruppe den Ultraschallpuls aus aber alle vier Sensoren können das Echo empfangen. Aus den verschiedenen Schallaufzeiten vom Sender zum Objekt und zurück zu allen Sensoren können dann, wenn die Lage aller Sensoren zueinander bekannt ist, Rückschlüsse über die relative Position des erkannten Objekts gezogen werden.


Several aspects should be kept in mind when calculating the object's position.

  • Depending on the shape and surface of an object the ultrasound pulse is reflected or absorbed differently. This is why some objects may be detectable with direct measurements in normal mode but do not create a sufficiently strong cross-echo.
  • The realistiv field of view of the sensors is rather limited at large distances and also dependent on form and material of the object. It is thus recommended to do some experiments and tests in cross-echo mode before setting up the actual application.
  • The distance calulation performed by the USBoardUSS5 is the same in both operating modes: The time between sending and receiving the echo is halved and multiplied with the speed of sound. This reduces processing and cycle times and makes the data output easier. If the distance between the sensors of a cross-echo group is not too big this simplified calculation often provides usable results, despite being not perfectly accurate.
    For an exact triangulation please double the measurement output to get the total distance from the sending sensor to the obstacle and back to each sensor.

Für die Positionsbestimmung des Objekts sind jedoch einige Aspekte zu beachten.

  • Je nach Form und Oberfläche eines Objekts wird der Ultraschallpuls anders reflektiert, gestreut oder absorbiert. Es ist deshalb möglich, dass direkte Messungen im normalen Modus ein Objekt erkennen, die Kreuzechos aber zu schwach sind, um im Kreuzechomodus genutzt zu werden.
  • Der reale Erfassungsbereich der Sensoren ist bei großen Reichweiten relativ schmal und zudem abhängig von Form und Material des Hindernisses. Es ist deshalb empfehlenswert, die Möglichkeiten des Kreuzechomodus vorab ausgiebig zu testen und sich mit den Eigenschaften und Fähigkeiten des USBoardUSS5 vertraut zu machen.
  • Die auf dem USBoardUSS5 durchgeführte Entfernungsmessung ist in beiden Betriebsmodi identisch: die Schalllaufzeit wird halbiert und mit der Schallgeschwindigkeit multipliziert. Dies reduziert die Rechen- und Zykluszeit und vereinfacht den Datenaustausch. Bei relativ geringem Abstand zwischen den verwendeten Sensoren geben die Ausgabewerte in erster Näherung bereits einen guten Eindruck der Konstellation.
    Für eine exakte Berechnung auf Kundenseite müssen die Messwerte jedoch verdoppelt werden, um die komplette Distanz vom Sender zum Hindernis und weiter bis zum Empfänger zu erhalten.
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