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Leçon · FND-07 · Capteurs de distance · 3/4

Approfondir : cône de détection et filtrage

4 étapes·20 min·0/4 fait·quiz à réussir
voix

Ton sonar marche — mais sur le terrain, il ment parfois : il voit large, il invente des , il tremble. Cette leçon t'apprend à connaître son champ de vision réel et à nettoyer ses mensonges avec un de trois lignes.

📖 Comprendre

1. Un cône, pas un rayon

On imagine volontiers le sonar comme un pointeur laser : un rayon fin qui touche ce qui est en face. La réalité est un CÔNE d'environ 15 degrés d'ouverture. À un mètre, ce cône couvre déjà une zone large d'environ 26 cm : tout objet dans cette zone peut renvoyer le premier — même s'il n'est pas du tout dans l'axe.

Conséquence directe pour la navigation : « distance 40 cm » signifie « QUELQUE CHOSE à 40 cm quelque part dans le cône », pas « un mur droit devant ». C'est souvent une chance (le robot voit le coin de table qui dépasse) et parfois un piège (il freine pour un qu'il aurait frôlé sans le toucher).

axecône ~15°~26 cm à 1 mdétecté (hors axe !)double rebond = écho fantôme

2. Les échos fantômes

Dans un coin de pièce, la salve peut rebondir sur UN mur, puis sur L'AUTRE, avant de revenir : le trajet s'allonge, et le annonce un bien plus loin qu'il n'est — ou qui n'existe pas du tout dans cette direction. C'est l' fantôme, le grand classique du double .

Le fantôme a une signature reconnaissable : une mesure isolée, absurdement différente de ses voisines — 32, 33, 250, 33. Ce « 250 » n'est pas un qui a surgi et disparu en 60 millisecondes : c'est un parasite. Une mesure seule ne prouve rien ; c'est la de mesures qui dit la vérité.

3. Le filtre médian

L'arme anti-fantôme tient en une phrase : garde trois mesures, trie-les, prends celle du MILIEU. Sur [32, 250, 33], le tri donne [32, 33, 250] et la répond 33 — le fantôme est jeté sans même être détecté. C'est le médian, trois lignes de code pour un qui ne ment presque plus.

Pourquoi pas une moyenne ? Faisons-la : (32 + 250 + 33) ÷ 3 = 105 cm. La moyenne LAISSE ENTRER l'aberration et la dilue dans le résultat — le robot croirait la voie trois fois plus libre qu'elle ne l'est. La , elle, ignore l'intrus complètement. Règle de terrain : moyenne contre le petit qui tremble, médiane contre la valeur folle.

4. Laisser mourir l'écho

Dernier réglage, invisible mais crucial : la cadence. Si tu relances une salve alors que l' de la précédente traîne encore entre les murs, le peut chronométrer le VIEUX son avec la NOUVELLE mesure — fantômes garantis. La du fabricant : au moins 60 millisecondes entre deux mesures.

60 ms, c'est environ 16 mesures par seconde — largement assez pour un robot qui roule à vitesse d'intérieur. Mesurer plus vite ne rend pas le robot plus réactif : ça le rend plus crédule. La bonne cadence est celle qui laisse le silence revenir entre deux cris.

🧮 Exemple guidé : nettoyer une série de mesures

Ton robot enregistre, à 60 ms d'intervalle : 30, 31, 300, 32, 31 cm. Que voit-il vraiment ?

  1. 1.Fenêtre 1 : [30, 31, 300] → tri [30, 31, 300] → médiane 31 cm. Le 300 est déjà neutralisé.
  2. 2.Fenêtre 2 : [31, 300, 32] → tri [31, 32, 300] → médiane 32 cm. Toujours aucun sursaut.
  3. 3.Fenêtre 3 : [300, 32, 31] → tri [31, 32, 300] → médiane 32 cm. Le fantôme n'aura jamais atteint la décision.
  4. 4.Comparaison : la moyenne de la fenêtre 1 aurait dit (30+31+300) ÷ 3 = 120 cm — le robot aurait accéléré vers l'obstacle.

Un obstacle stable à ~31 cm, un unique écho fantôme à 300 : la médiane glissante l'a effacé sans retarder la mesure d'un seul cycle. C'est exactement ce filtre que ton robot embarquera.

🛠 Pratiquer sur l'établi

  1. 01Balayer un objet latéralement : le cône fait ~15° de large

    Place un objet à 50 cm dans l'axe, puis fais-le glisser lentement vers le côté sans changer sa distance : note l'angle où le le perd. Fais-le des deux côtés — tu viens de mesurer TON cône (autour de 15°, mais chaque exemplaire varie). Un ingénieur cartographie son capteur, il ne recopie pas la .

    sur l'établi
    perdu — hors du cône

Objectifs

  • +Cartographier le cône du
  • +Éliminer les mesures folles
  • +Mesurer à cadence stable
🧪 S'entraîner sur l'établi

Quiz de validation

À réussir pour valider la leçon

Réponds de mémoire, sans remonter la page : c'est l'effort de rappel qui grave le cours. Les trois bonnes réponses valident la leçon.

1. Que signifie vraiment « distance : 40 cm » pour un ultrason ?

2. Mesures : [30, 31, 300]. Que rend le filtre médian ?

3. Pourquoi espacer deux mesures d'au moins 60 ms ?

🧠 Ce qu'il faut retenir

  • 1.L' voit un cône, pas un rayon : l' détecté n'est pas forcément en face.
  • 2.Le médian jette l'aberration sans retarder la mesure.
  • 3.Mesurer trop vite fait se chevaucher les : 60 ms de pause minimum.