Современные сенсорные устройства стали неотъемлемой частью нашей жизни, однако их использование в промышленных условиях сопряжено с серьезными вызовами. При эксплуатации на производствах, в лабораториях и сельском хозяйстве оборудование подвергается воздействию неблагоприятных факторов — перепадов температур, влажности, пыли и агрессивных химических веществ. Это существенно снижает надежность работы сенсорных систем.
Для решения данной проблемы необходимо создание принципиально новых алгоритмов и моделей определения точки касания, обеспечивающих высокую точность и скорость работы в сложных условиях эксплуатации. Пермские ученые разработали инновационное устройство, использующее акустические волны для локализации места касания экрана.
Существующие акустические сенсоры часто демонстрируют недостаточную точность или излишнюю чувствительность, что приводит к ошибкам в определении координат касания. Новая разработка призвана устранить эти недостатки благодаря комплексному подходу к проектированию вычислительной системы.
По словам Алексея Козина, ведущего разработчика проекта, процесс создания системы начинается с тщательного анализа условий эксплуатации — будь то закрытое помещение, открытый воздух или специфические среды. Учитываются требования к габаритам, точности и быстродействию. На основе этих данных подбираются оптимальные материалы с минимальным поглощением звуковых волн и рассчитываются акустические параметры.
В ходе моделирования исследователи определили оптимальное размещение звукорегистрирующих датчиков по краям неактивной зоны сенсора, что позволило достичь 100-процентной точности определения точки касания. Предложенный метод учитывает все критически важные характеристики — от физических размеров до скорости отклика.
Профессор Владимир Фрейман, научный руководитель проекта, подчеркивает комплексность разработанного подхода, включающего создание математической модели, алгоритма локализации, компьютерное моделирование и практическую реализацию на микроконтроллере с последующим тестированием опытных образцов.
Инновационный метод открывает широкие перспективы для создания надежных акустических сенсорных устройств различного назначения. Особую ценность разработка представляет для промышленных предприятий, работающих в сложных условиях. Технология уже привлекла внимание крупных производственных компаний региона, в частности ПАО «ПНППК».
Внедрение новой технологии позволит значительно повысить надежность, быстродействие и точность работы сенсорных устройств в самых требовательных условиях эксплуатации, открывая новые возможности для автоматизации производственных процессов.
