חיישן קולי ברובוטים עוזר לרובוטים אינטליגנטים להימנע ממכשולים "קטנים, מהירים ויציבים"

1 、מָבוֹא

טווח אולטרה סאוניהיא טכניקת גילוי ללא מגע המשתמשת בגלים קוליים הנפלטים ממקור הצליל, והגל הקולי משקף חזרה למקור הצליל כאשר מתגלה המכשול, ומרחק המכשול מחושב על בסיס מהירות התפשטות של מהירות הצליל באוויר. בגלל ההנחיות הקולית הטובה שלו, היא אינה מושפעת מהאור וצבע האובייקט הנמדד, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בהימנעות מכשולי רובוט. החיישן יכול לחוש את המכשולים הסטטיים או הדינמיים על דרך ההליכה של הרובוט, ולדווח על מידע המרחק והכיוון של המכשולים בזמן אמת. הרובוט יכול לבצע נכון את הפעולה הבאה על פי המידע.

עם התפתחות מהירה של טכנולוגיית יישומי רובוט, הרובוטים בשדות יישומים שונים הופיעו בשוק, ודרישות חדשות מוצגות לחיישנים. כיצד להסתגל ליישום של רובוטים בשדות שונים היא בעיה עבור כל מהנדס חיישנים לחשוב עליו ולחקור.

במאמר זה, באמצעות יישום חיישן קולי ברובוט, כדי להבין טוב יותר את השימוש בחיישן הימנעות מכשולים.

2 、מבוא חיישן

A21, A22 ו- R01 הם חיישנים המעוצבים על בסיס יישומי בקרת רובוט אוטומטיים, עם סדרת יתרונות של שטח עיוור קטן, יכולת הסתגלות מדידה חזקה, זמן תגובה קצר, הפרעות סינון סינון, יכולת הסתגלות גבוהה להתקנה, אטום אבק ועמיד למים, חיים ארוכים ואמינות גבוהה וכו '. הם יכולים להתאים חיישנים עם פרמטרים שונים על פי רובוטים שונים.

A21, A22, R01 תמונות מוצר

פונקציה תקציר ：

• אספקת מתח רחב ， מתח עובד 3.3 ～ 24V ；

• שטח עיוור יכול מינימום של עד 2.5 ס"מ ；

• ניתן להגדיר את הטווח הרחוק ביותר, ניתן להגדיר טווח כולל של 5 דרגות של 50 ס"מ עד 500 ס"מ באמצעות הוראות ；

• ניתן להשיג מגוון מצבי פלט, UART אוטומטית / מבוקרת, מבוקרת PWM, רמת TTL נפח מתג (3.3V), RS485, IIC וכו '. (צריכת חשמל מבוקרת של UART ו- PWM יכולה לתמוך בצריכת חשמל שינה נמוכה במיוחד ≤5UA) ；

• שיעור הבוד ברירת המחדל הוא 115,200, תומך בשינוי ；

• זמן תגובה ברמת MS, זמן פלט הנתונים יכול עד 13ms המהיר ביותר ；

• ניתן לבחור זווית יחידה וכפולה, בסך הכל נתמכים ארבע רמות זווית לתרחישי יישומים שונים ；

• פונקציית הפחתת רעש מובנית שיכולה לתמוך בהגדרת רמת הפחתת הרעש של 5 כיתה ；

• טכנולוגיית עיבוד גל אקוסטי אינטליגנטי, אלגוריתם חכם מובנה למסננים גלי קול, יכולים לזהות את גלי הקול של הפרעות ולבצע סינון אוטומטית ；

• תכנון מבנה אטום למים, IP67 כיתה אטומה למים ；

• יכולת הסתגלות התקנה חזקה, שיטת ההתקנה היא פשוטה, יציבה ואמינה ；

• תמיכה בשדרוג קושחה מרחוק ；

3 、פרמטרי מוצר

(1) פרמטרים בסיסיים

(2) טווח גילוי

לחיישן הימנעות מכשולים קולי יש גרסה דו זוויתית של הבחירה, כאשר המוצר מותקן אנכית, זווית הגילוי של הכיוון השמאלי והימני האופקית היא גדולה, יכולה להגדיל את טווח הכיסוי של הימנעות מכשולים, זווית גילוי כיוון אנכי קטן, במקביל, היא נמנעת מהטריגר הלא נכון שנגרם כתוצאה משטח דרכים בלתי נורה במהלך נהיגה.

תרשים של טווח המדידה

4 、תוכנית טכנית להימנעות מכשולים קולית

(1) תרשים של מבנה החומרה

(2) זרימת עבודה

A 、 החיישן מופעל על ידי המעגלים החשמליים.

B 、 המעבד מתחיל בדיקה עצמית כדי להבטיח שכל מעגל יעבוד כרגיל.

C 、 המעבד בודק את עצמו כדי לזהות אם יש אות הפרעה בקוליות באותו תדר בסביבה, ואז לסנן ולעבד את גלי הקול הזרים בזמן. כאשר לא ניתן לתת את ערך המרחק הנכון למשתמש, תן את נתוני הסימנים הלא תקינים כדי למנוע שגיאות ואז קפוץ לתהליך k.

D 、 המעבד שולח הוראות למעגל הדופק של עירור הגברה כדי לשלוט בעוצמת העירור בהתאם לזווית וטווח.

E 、 הבדיקה הקולית T משדרת אותות אקוסטיים לאחר העבודה

F 、 הבדיקה הקולית מקבלת אותות אקוסטיים לאחר העבודה

G 、 האות האקוסטי החלש מוגבר על ידי מעגל מגבר האות ומוחזר למעבד.

H 、 האות המוגבר מוחזר למעבד לאחר העיצוב, והאלגוריתם החכם המובנה מסנן את טכנולוגיית גל ההפרעות, שיכולה לסקר את היעד האמיתי ביעילות.

I 、 מעגל גילוי טמפרטורה, זיהה את המשוב הטמפרטורה בסביבה החיצונית למעבד

J 、 המעבד מזהה את זמן ההחזרה של ההד ומפצה את הטמפרטורה בשילוב עם סביבת הסביבה החיצונית, מחשב את ערך המרחק (S = V *T/2).

K 、 המעבד מעביר את אות הנתונים המחושב ללקוח דרך קו החיבור וחוזר ל- a.

(3) תהליך הפרעה

אולטרסאונד בתחום הרובוטיקה, יתמודד עם מגוון מקורות הפרעות, כמו רעש אספקת חשמל, ירידה, נחשול, חולף וכו '. הפרעות קרינה של מעגל הבקרה הפנימי של הרובוט והמנוע. אולטרסאונד עובד עם אוויר כמדיום. כאשר רובוט מצויד בחיישנים קוליים מרובים ורובוטים מרובים עובדים בסמוך למקביל, יהיו הרבה אותות קולי לא ילידים באותו מרחב ובזמן, וההפרעה ההדדית בין הרובוטים תהיה רצינית מאוד.

לאור בעיות הפרעות אלה, החיישן המובנה בטכנולוגיית הסתגלות גמישה מאוד, יכול לתמוך בהגדרת רמת הפחתת רעש ברמה של 5, ניתן להגדיר את אותו מסנן הפרעות תדר, ניתן להגדיר טווח וזווית, באמצעות אלגוריתם המסנן האקו, יש יכולת אנטי-הוועידה חזקה.

לאחר מעבדת DYP בשיטת הבדיקה הבאה: השתמש ב -4 חיישני הימנעות מכשולים קולית כדי לגדר את המדידה, לדמות את סביבת העבודה הרב-מכונית, רשמו את הנתונים, שיעור דיוק הנתונים הגיע ליותר מ- 98%.

תרשים של מבחן הטכנולוגיה נגד ההפרעה

(4) זווית קרן מתכווננת

זווית קרן חיישן תצורת התוכנה כוללת 4 רמות: 40,45,55,65, כדי לעמוד בדרישות היישום של תרחישים שונים.

5 、תוכנית טכנית להימנעות מכשולים קולית

בתחום יישום הימנעות מכשולי הרובוט, החיישן הוא עין הרובוט, בין אם הרובוט יכול לנוע בגמישות ובמהירות תלוי במידה רבה במידע המדידה שהוחזר על ידי החיישן. באותו סוג של חיישני הימנעות מכשולים קולית, זהו מוצרי הימנעות מכשולים אמינים עם עלות נמוכה ומהירות נמוכה, מוצרים מותקנים סביב הרובוט, תקשורת עם מרכז בקרת הרובוט, מתחילים חיישנים שונים ומגוונים לגילוי מרחק בהתאם לכיוון התנועה של הרובוט, להשיג תגובה מהירה ודרישות גילוי על פי דרישה. בינתיים, לחיישן הקולי יש זווית שדה גדולה של FOV כדי לעזור למכונה להשיג שטח מדידה רב יותר לכיסוי שטח הגילוי הנדרש ישירות לפניו.

6 、הבהרה של יישום חיישן קולי בתכנית הימנעות מכשולי רובוט

• מכשיר הימנעות מכשולים קולי FOV דומה למצלמת העומק, עולה בערך 20% מהמצלמה העומק;

• רזולוציית דיוק ברמת המילימטר לטווח מלא, טובה יותר מהמצלמה העומק ；

• תוצאות הבדיקה אינן מושפעות מצבע הסביבה החיצונית ועוצמת האור, ניתן לאתר את מכשולי החומר השקוף ביציבות, כמו זכוכית, פלסטיק שקוף וכו '.

• נקייה מאבק, בוצה, ערפל, חומצה ואלקלי סביבת הפרעות, אמינות גבוהה, חיסכון בדאגות, קצב תחזוקה נמוך;

• ניתן ליישם את הגודל הקטן כדי לעמוד ברובוט חיצוני ומוטמע, על מגוון תרחישים של רובוטים שירות, כדי לענות על הצרכים המגוונים של הלקוחות, להפחית עלויות.