1 、Ievads
Ultraskaņas diapazonsir bezkontakta noteikšanas paņēmiens, kas izmanto ultraskaņas viļņus, kas izstaroti no skaņas avota, un ultraskaņas vilnis atspoguļojas skaņas avotam, kad tiek atklāts šķērslis, un šķēršļa attālums tiek aprēķināts, pamatojoties uz skaņas ātruma izplatības ātrumu gaisā. Labās ultraskaņas direktoritātes dēļ to neietekmē izmērītā objekta gaisma un krāsa, tāpēc to plaši izmanto robotu šķēršļu izvairīšanai. Sensors var izjust statiskos vai dinamiskos šķēršļus robota staigāšanas maršrutā un reālā laikā ziņot par šķēršļu attālumu un virzienu. Robots var pareizi veikt nākamo darbību atbilstoši informācijai.
Strauji attīstot robotu lietojumprogrammu tehnoloģiju, tirgū ir parādījušies roboti dažādās lietojumprogrammu jomās, un sensoriem tiek izvirzītas jaunas prasības. Kā pielāgoties robotu pielietošanai dažādās jomās, ir problēma katram sensoru inženierim domāt un izpētīt.
Šajā rakstā, izmantojot ultraskaņas sensoru robotā, lai labāk izprastu šķēršļu izvairīšanās sensora izmantošanu.
2 、Sensora ievads
A21, A22 un R01 ir sensori, kas izstrādāti, pamatojoties uz automātiskām robotu vadības lietojumiem, ar virkni mazu aktu zonu priekšrocību, spēcīgu mērījumu pielāgojamību, īsu reakcijas laiku, filtrēšanas filtrēšanas traucējumus, augstas uzstādīšanas pielāgošanas spēju, putekļos necaurlaidīgu, ilgu mūžu un augstu uzticamību utt. Viņi var pielāgot sensorus ar dažādiem parametriem atbilstoši dažādiem robotiem.
A21, A22, R01 produktu attēli
Funkcija Abstract ：
• Plaša sprieguma padeve ， darba spriegums3.3 ～ 24 V ；
• Aklā zona var līdz 2,5 cm minimālajam ；
• Var iestatīt vistālāko diapazonu, kopējo 5 līmeņu diapazonu no 50 cm līdz 500 cm var iestatīt, izmantojot instrukcijas ；
. (UART kontrolēts un PWM kontrolēts enerģijas patēriņš var atbalstīt īpaši zemu miega enerģijas patēriņu≤5ua) ；
• Noklusējuma Baud likme ir 115 200, atbalsta modifikāciju ；
• MS līmeņa reakcijas laiks, datu izvades laiks var līdz 13 ms ātrāk ；
• Var izvēlēties vienreizēju un dubultu leņķi, dažādiem pielietojuma scenārijiem tiek atbalstīti četri leņķa līmeņi ；
• Iebūvētā trokšņa samazināšanas funkcija, kas var atbalstīt 5 pakāpes trokšņa samazināšanas līmeņa iestatījumu ；
• Inteliģenta akustisko viļņu apstrādes tehnoloģija, iebūvēts inteliģents algoritms filtriem traucējumu skaņas viļņiem, var identificēt traucējumu skaņas viļņus un automātiski veikt filtrēšanu ；
• Ūdensnecaurlaidīgs konstrukcijas dizains, ūdensnecaurlaidīgs IP67 ；
• Spēcīga instalācijas pielāgošanās spēja, uzstādīšanas metode ir vienkārša, stabila un uzticama ；
• Atbalstiet attālās programmaparatūras jaunināšanu ；
3 、Produkta parametri
(1) pamata parametri
(2) Noteikšanas diapazons
Ultraskaņas šķēršļu izvairīšanās sensoram ir divu leņķa versija pēc izvēles, kad produkts ir uzstādīts vertikāli, horizontālais kreisā un labā virziena noteikšanas leņķis ir liels, var palielināt šķēršļu novēršanas diapazonu, mazu vertikālu virziena noteikšanas leņķi, vienlaikus braukšanas laikā tas izvairās no nepareiza aktivizēšanas, ko izraisa nevienmērīga ceļa virsma.
Mērījumu diapazona diagramma
4 、Ultraskaņas šķēršļu izvairīšanās sensora tehniskā shēma
(1) Aparatūras struktūras diagramma
(2) Darbplūsma
A 、 Sensoru darbina elektriskās ķēdes.
B 、 Procesors sāk pašpārbaudi, lai nodrošinātu, ka katra ķēde darbojas normāli.
C 、 Procesora pašpārbaude, lai identificētu, vai vidē ir ultraskaņas vienāda frekvences traucējumu signāls, un pēc tam savlaicīgi filtrē un apstrādā svešzemju skaņas viļņus. Ja lietotājam nevar piešķirt pareizo attāluma vērtību, dodiet patoloģiskus zīmes datus, lai novērstu kļūdas, un pēc tam pāriet uz procesu k.
D 、 Procesors nosūta instrukcijas uz palielināšanas ierosmes impulsa ķēdi, lai kontrolētu ierosmes intensitāti atbilstoši leņķim un diapazonam.
E 、 Ultraskaņas zonde T pārraida akustiskos signālus pēc darba
f 、 ultraskaņas zonde R saņem akustiskos signālus pēc darba
G 、 Vāja akustiskais signāls tiek pastiprināts ar signāla pastiprinātāja ķēdi un atgriežas procesorā.
H 、 pastiprinātais signāls tiek atgriezts procesorā pēc formas veidošanas, un iebūvētais inteliģentais algoritms filtrē traucējumu skaņas viļņu tehnoloģiju, kas var efektīvi izsludināt patieso mērķi.
I 、 temperatūras noteikšanas ķēde, nosakiet procesora ārējās vides atgriezenisko saiti temperatūrā
J 、 Procesors identificē atbalss atgriešanās laiku un kompensē temperatūru apvienojumā ar ārējo apkārtējo vidi, aprēķina attāluma vērtību (S = V *T/2).
K 、 Procesors, izmantojot savienojuma līniju, pārsūta aprēķināto datu signālu klientam un atgriežas pie a.
(3) Interferences process
Ultraskaņa robotikas jomā saskaras ar dažādiem traucējumu avotiem, piemēram, barošanas avota troksni, pilienu, pārspriegumu, pārejošu utt. Robota iekšējās vadības ķēdes un motora radiācijas traucējumi. Ultraskaņa darbojas ar gaisu kā nesēju. Ja robots ir aprīkots ar vairākiem ultraskaņas sensoriem un vairāki roboti, kas vienlaikus strādā blakus, tajā pašā telpā un laikā būs daudzi, kas nav vietējie ultraskaņas signāli, un robotu savstarpēja iejaukšanās būs ļoti nopietna.
Ņemot vērā šīs traucējumu problēmas, sensoru iebūvētā ļoti elastīgā adaptācijas tehnoloģija var atbalstīt 5 līmeņa trokšņa samazināšanas līmeņa iestatījumu, var iestatīt to pašu frekvences traucējumu filtru, diapazonu un leņķi var iestatīt, izmantojot atbalss filtra algoritmu, ir spēcīga anti-interference spēja.
Pēc DYP laboratorijas, izmantojot šādu testa metodi: Izmantojiet 4 ultraskaņas šķēršļu izvairīšanās sensorus, lai ierobežotu mērījumu, simulētu vairāku mašīnas darba vidi, reģistrētu datus, datu precizitātes līmenis sasniedza vairāk nekā 98%.
Anti-interferences tehnoloģijas testa diagramma
(4) Sijas leņķis regulējams
Programmatūras konfigurācijas sensora staru leņķī ir 4 līmeņi: 40,45,55,65, lai atbilstu dažādu scenāriju lietojumprogrammu prasībām.
5 、Ultraskaņas šķēršļu izvairīšanās sensora tehniskā shēma
Robotu šķēršļu novēršanas lietojumprogrammas jomā sensors ir robota acs, vai robots var elastīgi pārvietoties un ātri ir atkarīgs no sensora atgrieztās mērīšanas informācijas. Tāda paša veida ultraskaņas šķēršļu novēršanas sensoros tas ir uzticams šķēršļu izvairīšanās produkti ar zemām izmaksām un zemu ātrumu, produkti tiek uzstādīti ap robotu, saziņu ar robotu vadības centru, sākiet dažādus diapazona sensorus attāluma noteikšanai atbilstoši robota kustības virzienam, panākiet ātru reakciju un pēc pieprasījuma noteikšanas prasības. Tikmēr ultraskaņas sensoram ir liels FOV lauka leņķis, lai palīdzētu mašīnai iegūt vairāk mērījumu vietu, lai segtu nepieciešamo noteikšanas zonu tieši tā priekšā.
6 、Ultraskaņas sensora pielietojuma nozīmīgumi robotu šķēršļu izvairīšanās shēmā
• Ultraskaņas šķēršļu izvairīšanās no radara FOV ir līdzīga dziļuma kamerai, kas izmaksā apmēram 20% no dziļuma kameras;
• Pilna diapazona milimetru līmeņa precizitātes izšķirtspēja, labāka par dziļuma kameru ；
• Testa rezultātus neietekmē ārējās vides krāsa un gaismas intensitāte, caurspīdīgus materiāla šķēršļus var stabili noteikt, piemēram, stikls, caurspīdīga plastmasa utt.
• bez putekļiem, dūņām, miglas, skābes un sārmu vides traucējumiem, augsta uzticamība, satraukuma taupīšana, zems uzturēšanas ātrums;
.
Pasta laiks: augusts-16-2022