Sodar 3D

Prototypowe urządzenie do ultradźwiękowego obrazowania 3D ze sterowaną wiązką na platformie ruchomej – SODAR 3D

Prototypowe-urzadzenie-do-ultradzwiekowego-obrazowania-3D-ze-sterowana-wiazka-na-platformie-ruchomej

Urządzenie ma umożliwić skanowanie przestrzeni w zasięgu około 5 m. Jest to krok pośredni przy tworzeniu autonomicznego robota do zdalnego skanowania przestrzeni.

Stworzona platforma ruchoma jest zdalnie sterowanym pojazdem. Zgodnie z założeniami projektu jest ona wyposażona w urządzenie myRIO firmy National Instruments oraz opracowany w całości przez koło radar. Platforma komunikuje się z komputerem użytkownika za pomocą sieci WiFi, co pozwala na jego wykorzystanie w dowolnym miejscu z dostępem do sieci bezprzewodowej na przykład w domu, na uczelni, czy też w przestrzeni publicznej. Stworzone oprogramowanie uruchomione na platformie ruchowej odbiera polecenia od użytkownika. Dzięki procesorowi czasu rzeczywistego działającym na myRIO interpretuje on na bieżąco komendy ruchu i wysyła odpowiednie sygnały do każdego z czterech silników prądu stałego.

Silniki sterowane są z wykorzystaniem mostków H umieszczonych na skonstruowanym układzie zasilająco-sterujących stworzonym na płytce uniwersalnej. Mostek H jest układem elektrycznym umożliwiającym sterowanie kierunkiem działania silników prądu stałego.

Radar ultradźwiękowy SODAR 3D. Sodar (ang. SOund Detection And Ranging) jest to ultradźwiękowy radar z elektronicznie sterowaną wiązką, działający w powietrzu. Urządzenie służy do stworzenia wirtualnej (dwu- i trójwymiarowej) mapy otoczenia (określenia względnej pozycji wszystkich nieruchomych obiektów znajdujących się w zasięgu urządzenia) bez wykorzystania mechanicznego kierowania wiązką. Koncepcja działania radaru opiera się na realizacji anteny fazowanej w dwóch płaszczyznach. Ważną kwestią jest tutaj optymalizacja kształtu wiązki oraz optymalizacji parametrów innymi metodami DSP.

Opracowany radar składa się z trzech elementów: nadajnika, odbiornika oraz bloku przetwarzania. Moduły te dzięki otworom montażowym mogą być ustawiane jeden nad drugim, tworząc matrycę przetworników do skanera 3D. Rozmiar skanera ograniczony jest do 6×6 przetworników ze względu na nie dość szeroką wiązkę pojedynczego przetwornika (+/- 20° przy spadku mocy o 3 dB). W omawianym zastosowaniu wykorzystano najmniejsze dostępne na rynku przetworniki (o średnicy 10 mm) w celu ograniczenia zasięgu oraz zwiększenia rozdzielczości.

Opracowany projekt można wykorzystać w takich dziedzinach jak robotyka, motoryzacja czy też automatyka.

W przyszłości zbudowana platforma mobilna wyposażona w specjalistyczny sprzęt może posłużyć również do obrazowania powierzchni za pomocą technik SAR, która to rozwijana jest członków naszego koła pracujących w Zespole Technik Radiolokacyjnych ISE PW.

Wykonawcy projektu:

inż. Tomasz Zieliński – główny wykonawca

Marcin Żywek – prezes koła

mgr. inż. Jędrzej Drozdowicz

inż. Mikołaj Sowiński

Wojciech Błaszczuk

inż. Patryk Oleniuk

mgr inż. Marcin Bączyk