1 、Introduction
Ultrasonicest une technique de détection sans contact qui utilise des ondes ultrasoniques émises par la source sonore, et l'onde à ultrasons se reflète à la source sonore lorsque l'obstacle est détecté, et la distance de l'obstacle est calculée en fonction de la vitesse de propagation de la vitesse du son dans l'air. En raison de sa bonne directivité à ultrasons, il n'est pas affecté par la lumière et la couleur de l'objet mesuré, il est donc largement utilisé dans l'évitement des obstacles du robot. Le capteur peut détecter les obstacles statiques ou dynamiques sur la route de marche du robot et signaler les informations de distance et de direction des obstacles en temps réel. Le robot peut effectuer correctement la prochaine action en fonction des informations.
Avec le développement rapide de la technologie d'application des robots, les robots dans différents domaines d'application sont apparus sur le marché et de nouvelles exigences sont proposées pour les capteurs. Comment s'adapter à l'application des robots dans différents domaines est un problème pour chaque ingénieur de capteurs à penser et à explorer.
Dans cet article, grâce à l'application du capteur à ultrasons dans Robot, pour mieux comprendre l'utilisation du capteur d'évitement des obstacles.
2 、Introduction du capteur
A21, A22 et R01 sont des capteurs conçus sur la base des applications automatiques de contrôle des robots, avec une série d'avantages de petite zone aveugle, une forte adaptabilité de mesure, un temps de réponse court, un filtrage de filtrage, des interférences, une adaptabilité élevée d'installation, une épreuve de poussière et une étanche, une longue durée de vie et une haute fiabilité, etc. Ils peuvent adapter des capteurs avec différents paramètres en fonction de différents robots.
A21, A22, R01 Produits Images
Résumé des fonctions:
• Alimentation à large tension ， Tension de travail3.3 ～ 24V ；
• La surface aveugle peut jusqu'à 2,5 cm minimum ；
• La plage la plus éloignée peut être définie, une plage totale de 5 niveaux de 50 cm à 500 cm peut être définie par des instructions ；
• Une variété de modes de sortie sont disponibles, UART Auto / Controlled, PWM Controlled, Volume TTL Niveau (3,3 V), RS485, IIC, etc. (La consommation d'énergie contrôlée par UART et PWM peuvent prendre en charge la consommation d'énergie de sommeil ultra-bas≤5ua) ；
• Le taux de bauds par défaut est de 115 200, prend en charge la modification ；
• Temps de réponse au niveau MS, le temps de sortie des données peut jusqu'à 13 ms les plus rapides ；
• L'angle simple et double peut être sélectionné, un total de quatre niveaux d'angle sont pris en charge pour différents scénarios d'application ；
• Fonction de réduction du bruit intégrée qui peut prendre en charge le réglage du niveau de réduction du bruit à 5 niveaux ；
• La technologie de traitement des ondes acoustiques intelligentes, l'algorithme intelligent intégré pour filtrer les ondes sonores d'interférence, peut identifier les ondes sonores d'interférence et effectuer automatiquement le filtrage ；
• Conception de la structure imperméable, Grade étanche IP67 ；
• Adaptabilité d'installation solide, la méthode d'installation est simple, stable et fiable ；
• Prise en charge de la mise à niveau du micrologiciel à distance ；
3 、Paramètres du produit
(1) Paramètres de base
(2) plage de détection
Le capteur d'évitement des obstacles à ultrasons a une version à deux angles du choix, lorsque le produit est installé verticalement, l'angle de détection horizontal gauche et de droite est important, peut augmenter la plage de couverture de l'évitement des obstacles, un petit angle de détection de direction verticale, en même temps, il évite le déclencheur inutile causé par la surface de la route à égalité pendant la conduite.
Diagramme de la plage de mesure
4 、Schéma technique du capteur d'évitement d'obstacle à ultrasons
(1) Diagramme de la structure matérielle
(2) workflow
A 、 Le capteur est alimenté par les circuits électriques.
B 、 Le processeur démarre l'auto-inspection pour s'assurer que chaque circuit fonctionne normalement.
C 、 Le processeur s'auto-vérifie pour identifier s'il existe un signal d'interférence à la même fréquence à ultrasons dans l'environnement, puis filtrer et traiter les ondes sonores extraterrestres dans le temps. Lorsque la valeur de distance correcte ne peut pas être donnée à l'utilisateur, donnez les données de signe anormales pour éviter les erreurs, puis passez au processus k.
D 、 Le processeur envoie des instructions au circuit d'impulsion d'excitation Boost pour contrôler l'intensité d'excitation en fonction de l'angle et de la plage.
E 、 La sonde à ultrasons T transmet des signaux acoustiques après le travail
F 、 La sonde à ultrasons R reçoit des signaux acoustiques après le travail
G 、 Le signal acoustique faible est amplifié par le circuit d'amplificateur de signal et retourné au processeur.
H 、 Le signal amplifié est renvoyé au processeur après la mise en forme, et l'algorithme intelligent intégré filtre la technologie des ondes sonores d'interférence, qui peut effectivement filtrer la véritable cible.
I 、 Circuit de détection de température, détecter la rétroaction de température de l'environnement externe au processeur
J 、 Le processeur identifie le temps de retour de l'écho et compense la température combinée avec l'environnement ambiant externe, calcule la valeur de distance (s = v * t / 2).
K 、 Le processeur transmet le signal de données calculé au client via la ligne de connexion et revient à a.
(3) processus d'interférence
L'échographie dans le domaine de la robotique sera confrontée à une variété de sources d'interférence, telles que le bruit d'alimentation, la chute, la surtension, le transitoire, etc. Interférence du rayonnement du circuit de commande interne du robot et du moteur. L'échographie fonctionne avec l'air comme milieu. Lorsqu'un robot est équipé de plusieurs capteurs à ultrasons et que plusieurs robots fonctionnent à côté en même temps, il y aura de nombreux signaux ultrasoniques non indigènes dans le même espace et le même temps, et l'interférence mutuelle entre les robots sera très grave.
Compte tenu de ces problèmes d'interférence, le capteur intégré à une technologie d'adaptation très flexible peut prendre en charge le réglage de niveau de réduction du bruit à 5 niveaux, le même filtre d'interférence de fréquence peut être défini, la plage et l'angle peuvent être définis, en utilisant l'algorithme de filtre d'écho, a une forte capacité d'anti-ingérence.
Après le laboratoire DYP à travers la méthode d'essai suivante: utilisez 4 capteurs d'évitement d'obstacles à ultrasons pour couvrir la mesure, simulez l'environnement de travail multi-machine, enregistrez les données, le taux de précision des données a atteint plus de 98%.
Diagramme du test de la technologie anti-interférence
(4) Angle de faisceau réglable
L'angle de faisceau du capteur de configuration du logiciel a 4 niveaux: 40,45,55,65, pour répondre aux exigences d'application de différents scénarios.
5 、Schéma technique du capteur d'évitement d'obstacle à ultrasons
Dans le domaine de l'application d'évitement des obstacles du robot, le capteur est l'œil du robot, si le robot peut se déplacer de manière flexible et rapidement dépend en grande partie des informations de mesure renvoyées par le capteur. Dans le même type de capteurs d'évitement d'obstacles à ultrasons, il s'agit d'un produit d'obstacle fiable à faible coût et à basse vitesse, les produits sont installés autour du robot, la communication avec le centre de contrôle du robot, commencent différents capteurs de tâches pour la détection de distance en fonction de la direction de mouvement du robot, réalisez une réponse rapide et des exigences de détection à l'aménagement. Pendant ce temps, le capteur à ultrasons a un grand angle de champ FOV pour aider la machine à obtenir plus d'espace de mesure pour couvrir la zone de détection requise directement devant elle.
6 、Faits saillants de l'application du capteur à ultrasons dans le schéma d'évitement des obstacles aux robots
• Le Radar FOV d'évitement à ultrasons est similaire à la caméra de profondeur, coûte environ 20% de la caméra de profondeur;
• Résolution de précision au niveau du millimètre complet, mieux que la caméra de profondeur ；
• Les résultats des tests ne sont pas affectés par la couleur de l'environnement externe et l'intensité de la lumière, les obstacles de matériaux transparents peuvent être détectés de manière stable, comme le verre, le plastique transparent, etc.
• Sans la poussière, les boues, le brouillard, l'acide et les interférences de l'environnement alcalin, une fiabilité élevée, une économie d'inquiétude, un faible taux de maintenance;
• La petite taille pour répondre au robot externe et intégré à une conception intégrée peut être appliquée à une variété de scénarios de robots de service, pour répondre aux divers besoins des clients, réduire les coûts.
Heure du poste: août-16-2022