1 、Presentació
Ultrasonsés una tècnica de detecció sense contacte que utilitza ones ultrasòniques emeses des de la font de so, i l’ona ultrasònica reflecteix de nou a la font de so quan es detecta l’obstacle i la distància de l’obstacle es calcula a partir de la velocitat de propagació de la velocitat del so a l’aire. A causa de la seva bona directivitat ultrasònica, no es veu afectada per la llum i el color de l'objecte mesurat, de manera que s'utilitza àmpliament en l'evitació d'obstacles del robot. El sensor pot intuir els obstacles estàtics o dinàmics a la ruta a peu del robot i informar de la informació de distància i direcció dels obstacles en temps real. El robot pot realitzar correctament la següent acció segons la informació.
Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia d'aplicacions de robot, els robots en diferents camps d'aplicacions han aparegut al mercat i es presenten nous requisits per als sensors. Com adaptar -se a l’aplicació de robots en diferents camps és un problema perquè cada enginyer del sensor pensi i explori.
En aquest treball, mitjançant l’aplicació del sensor d’ultrasons en el robot, per comprendre millor l’ús del sensor d’evitació d’obstacles.
2 、Introducció del sensor
A21, A22 i R01 són sensors dissenyats basats en aplicacions automàtiques de control de robot, amb una sèrie d’avantatges de l’àrea cega petita, una forta adaptabilitat de mesurament, temps de resposta curta, interferència de filtre de filtres, alta adaptabilitat d’instal·lació, a prova de pols i impermeable, llarga vida i alta fiabilitat, etc. Poden adaptar sensors amb diferents paràmetres segons diferents robots.
Imatges de productes A21, A22, R01
Funció Resum ：
• Subministrament de tensió ampla ， Tensió de treball3.3 ～ 24V ；
• La zona cega pot fins a 2,5 cm mínim ；
• Es pot definir el rang més llunyà, es pot configurar un rang total de 5cm a 500cm mitjançant instruccions ；
• Hi ha una varietat de modes de sortida, UART AUTO / controlat, controlat PWM, nivell de volum TTL (3.3V), RS485, IIC, etc. (El consum d'energia controlat per UART i PWM pot suportar el consum d'energia del son ultra-baix
• La taxa de baud per defecte és de 115.200, suporta la modificació ；
• Temps de resposta a nivell de MS, el temps de sortida de dades pot fins a 13ms més ràpid ；
• Es pot seleccionar un angle únic i doble, un total de quatre nivells d'angle són compatibles amb diferents escenaris d'aplicacions ；
• Funció de reducció de soroll integrada que pot suportar la configuració del nivell de reducció del soroll de 5 graus ；
• Tecnologia de processament d’ones acústiques intel·ligents, algoritme intel·ligent integrat per filtrar les ones de so d’interferència, pot identificar les ones de so d’interferència i realitzar automàticament el filtratge ；
• Disseny de l'estructura impermeable, grau impermeable IP67 ；
• L’adaptabilitat d’instal·lació forta, el mètode d’instal·lació és senzill, estable i fiable ；
• Assistència a l’actualització remota del firmware ；
3 、Paràmetres del producte
(1) Paràmetres bàsics
(2) Interval de detecció
El sensor d’evitació d’obstacles ultrasònics té una versió de dos angles de l’elecció, quan el producte s’instal·la verticalment, l’angle de detecció de la direcció horitzontal i dreta és gran, pot augmentar el rang de cobertura d’evitació d’obstacles, un petit angle de detecció de direcció vertical, alhora, evita el desencadenant equivocat causat per la superfície de la carretera durant la conducció.
Diagrama del rang de mesurament
4 、Esquema tècnic del sensor d’evitació d’obstacles d’ultrasons
(1) Diagrama de l'estructura del maquinari
(2) flux de treball
A 、 El sensor està alimentat pels circuits elèctrics.
B 、 El processador inicia l’autoinspecció per assegurar-se que cada circuit funciona normalment.
C 、 El processador es revisa per identificar si hi ha un senyal d’interferència de la mateixa freqüència d’ultrasons a l’entorn i, a continuació, filtrar i processar les ones de so alienes a temps. Quan no es pugui donar el valor de distància correcte a l’usuari, doneu les dades de signes anormals per evitar errors i, a continuació, aneu al procés k.
D 、 El processador envia instruccions al circuit d’impulsió d’excitació per controlar la intensitat d’excitació segons l’angle i el rang.
E 、 La sonda ultrasònica T transmet senyals acústics després de treballar
f 、 La sonda ultrasònica R rep senyals acústics després de treballar
G 、 El senyal acústic feble s’amplifica pel circuit d’amplificador de senyal i es torna al processador.
H 、 El senyal amplificat es torna al processador després de la conformació i l'algoritme intel·ligent integrat filtra la tecnologia d'ona de so d'interferència, que pot seleccionar eficaçment el veritable objectiu.
I 、 Circuit de detecció de temperatura, detecta la retroalimentació de la temperatura de l’entorn extern al processador
J 、 El processador identifica el temps de retorn de l’eco i compensa la temperatura combinada amb l’entorn ambient extern, calcula el valor de distància (s = v *t/2).
K 、 El processador transmet el senyal de dades calculat al client a través de la línia de connexió i torna a A.
(3) procés d’interferència
L’ecografia en el camp de la robòtica s’enfrontarà a diverses fonts d’interferències, com ara el soroll d’alimentació, la gota, la sobretensió, la transitori, etc. Interferència de radiació del circuit de control intern del robot i del motor. L’ecografia funciona amb l’aire com a mitjà. Quan un robot està equipat amb múltiples sensors d’ultrasons i múltiples robots funcionen al mateix temps, hi haurà molts senyals d’ultrasons no autòctons en el mateix espai i temps, i la interferència mútua entre robots serà molt seriosa.
A la vista d’aquests problemes d’interferència, el sensor integrat en una tecnologia d’adaptació molt flexible pot suportar la configuració del nivell de reducció de soroll de 5 nivells, el mateix filtre d’interferència de freqüència es pot configurar, es pot configurar i l’angle, mitjançant l’algoritme del filtre Echo, té una forta capacitat anti-interferència.
Després del laboratori DYP mitjançant el següent mètode de prova: utilitzeu 4 sensors d’evitació d’obstacles d’ultrasons per cobrir la mesura, simuleu l’entorn de treball de diverses màquines, registreu les dades, la taxa de precisió de les dades va assolir més del 98%.
Diagrama de la prova de tecnologia anti-interferència
(4) Ajustable l'angle del feix
L’angle del feix del sensor de configuració del programari té 4 nivells: 40,45,55,65, per complir els requisits d’aplicació de diferents escenaris.
5 、Esquema tècnic del sensor d’evitació d’obstacles d’ultrasons
En el camp de l’aplicació d’evitació d’obstacles del robot, el sensor és l’ull del robot, tant si el robot es pot moure de manera flexible i ràpidament depèn en gran mesura de la informació de mesura retornada pel sensor. En el mateix tipus de sensors d’evitació d’obstacles d’ultrasons, es tracta d’un producte d’evitació d’obstacles fiable amb baix cost i baixa velocitat, els productes s’instal·len al voltant del robot, la comunicació amb el centre de control del robot, comencen diferents sensors per a la detecció de distància segons la direcció del moviment del robot, aconsegueixen una resposta ràpida i els requisits de detecció a la demanda. Mentrestant, el sensor d’ultrasons té un gran angle de camp FOV per ajudar la màquina a obtenir més espai de mesurament per cobrir l’àrea de detecció requerida directament al davant.
6 、Destaquen l’aplicació del sensor d’ultrasons en l’esquema d’evitació d’obstacles de robot
• El radar d’evitació d’obstacles d’ultrasons FOV és similar a la càmera de profunditat, costar al voltant d’un 20% de la càmera de profunditat;
• Resolució de precisió a nivell de mil·límetre a nivell complet, millor que la càmera de profunditat ；
• Els resultats de les proves no es veuen afectats pel color de l’entorn extern i la intensitat de la llum, els obstacles del material transparent es poden detectar de manera estable, com ara vidre, plàstic transparent, etc.；
• Sense interferència de pols, fangs, boira, àcid i medi ambient alcalí, alta fiabilitat, estalvi de preocupacions, baixa taxa de manteniment;
• La petita mida per satisfer el disseny extern i integrat del robot es pot aplicar a diversos escenaris de robots de servei, per satisfer les diverses necessitats dels clients, reduir costos.
Hora de publicació: 16-2022 d'agost