1 、Pengenalan
Ultrasonikadalah teknik pengesanan bukan hubungan yang menggunakan gelombang ultrasonik yang dipancarkan dari sumber bunyi, dan gelombang ultrasonik mencerminkan kembali kepada sumber bunyi apabila halangan dikesan, dan jarak halangan dikira berdasarkan kelajuan penyebaran kelajuan bunyi di udara. Kerana directivity ultrasonik yang baik, ia tidak terjejas oleh cahaya dan warna objek yang diukur, jadi ia digunakan secara meluas dalam penghindaran halangan robot. Sensor dapat merasakan halangan statik atau dinamik pada laluan berjalan robot, dan melaporkan maklumat jarak dan arah halangan -halangan dalam masa nyata. Robot boleh melakukan tindakan seterusnya dengan betul mengikut maklumat.
Dengan perkembangan pesat teknologi aplikasi robot, robot dalam bidang aplikasi yang berbeza telah muncul di pasaran, dan keperluan baru dikemukakan untuk sensor. Bagaimana untuk menyesuaikan diri dengan penerapan robot dalam bidang yang berbeza adalah masalah bagi setiap jurutera sensor untuk memikirkan dan meneroka.
Dalam makalah ini, melalui penerapan sensor ultrasonik dalam robot, untuk lebih memahami penggunaan sensor penghalang halangan.
2 、Pengenalan Sensor
A21, A22 dan R01 adalah sensor yang direka berdasarkan aplikasi kawalan robot automatik, dengan satu siri kelebihan kawasan buta kecil, kebolehsuaian pengukuran yang kuat, masa tindak balas pendek, gangguan penapisan penapis, penyesuaian pemasangan yang tinggi, kalis air dan kalis air, kehidupan yang panjang dan kebolehpercayaan yang tinggi, dan lain -lain. Mereka boleh menyesuaikan sensor dengan parameter yang berbeza mengikut robot yang berbeza.
Gambar produk A21, A22, R01
Fungsi abstrak:
• Bekalan voltan lebar, voltan kerja3.3 ～ 24V ；
• Kawasan buta boleh sehingga minimum 2.5cm ；
• Julat terjauh boleh ditetapkan, julat 5 tingkat 50cm hingga 500cm boleh ditetapkan melalui arahan ；
• Pelbagai mod output boleh didapati, AART AUTO / KAWALAN, PWM dikawal, Tukar Volum TTL (3.3V), RS485, IIC, dan lain -lain. (Penggunaan kuasa terkawal dan PWM UART dapat menyokong penggunaan kuasa tidur ultra-rendah) ；
• Kadar baud lalai ialah 115,200, menyokong pengubahsuaian ；
• Masa tindak balas peringkat MS, masa output data boleh sehingga 13ms terpantas ；
• Sudut tunggal dan berganda boleh dipilih, sejumlah empat tahap sudut disokong untuk senario aplikasi yang berbeza ；
• Fungsi pengurangan hingar terbina dalam yang boleh menyokong tetapan tahap pengurangan bunyi 5 gred ；
• Teknologi pemprosesan gelombang akustik pintar, algoritma pintar terbina dalam gelombang bunyi gangguan penapis, dapat mengenal pasti gelombang bunyi gangguan dan secara automatik melakukan penapisan ；
• Reka bentuk struktur kalis air, gred kalis air IP67 ；
• Kesesuaian pemasangan yang kuat, kaedah pemasangan adalah mudah, stabil dan boleh dipercayai ；
• Menyokong peningkatan firmware jauh ；
3 、Parameter produk
(1) parameter asas
(2) julat pengesanan
Sensor mengelakkan halangan ultrasonik mempunyai versi dua sudut pilihan, apabila produk dipasang secara menegak, sudut pengesanan arah kiri dan kanan mendatar adalah besar, dapat meningkatkan liputan penghalang halangan, sudut pengesanan arah menegak kecil, pada masa yang sama, ia mengelakkan pencetus yang salah yang disebabkan oleh permukaan jalan yang tidak disebabkan oleh permukaan jalan yang tidak disebabkan oleh jalan raya yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan raya yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak disebabkan oleh jalan yang tidak sama.
Rajah julat pengukuran
4 、Skim Teknikal Sensor Penghindaran Halangan Ultrasonik
(1) gambarajah struktur perkakasan
(2) aliran kerja
A 、 Sensor dikuasakan oleh litar elektrik.
B 、 Pemproses memulakan pemeriksaan diri untuk memastikan setiap litar berfungsi secara normal.
C 、 Pemproses sendiri pemeriksaan untuk mengenal pasti sama ada terdapat isyarat gangguan frekuensi yang sama di alam sekitar, dan kemudian menapis dan memproses gelombang bunyi alien pada waktunya. Apabila nilai jarak yang betul tidak dapat diberikan kepada pengguna, berikan data tanda yang tidak normal untuk mencegah kesilapan, dan kemudian melompat ke proses k.
D 、 Pemproses menghantar arahan kepada litar nadi pengujaan untuk mengawal intensiti pengujaan mengikut sudut dan julat.
e 、 probe ultrasonik t menghantar isyarat akustik setelah bekerja
F 、 Probe ultrasonik menerima isyarat akustik setelah bekerja
G 、 Isyarat akustik yang lemah dikuatkan oleh litar penguat isyarat dan dikembalikan kepada pemproses.
H 、 Isyarat yang diperkuat dikembalikan kepada pemproses selepas membentuk, dan algoritma pintar terbina dalam menapis teknologi gelombang bunyi gangguan, yang dapat menyaring sasaran sebenar.
I 、 Litar Pengesanan Suhu, mengesan maklum balas suhu persekitaran luaran kepada pemproses
J 、 Pemproses mengenal pasti masa pulangan Echo dan mengimbangi suhu yang digabungkan dengan persekitaran ambien luaran, mengira nilai jarak (S = V *T/2).
K 、 Pemproses menghantar isyarat data yang dikira kepada klien melalui garis sambungan dan kembali ke a.
(3) Proses gangguan
Ultrasound dalam bidang robotik, akan menghadapi pelbagai sumber gangguan, seperti bunyi bekalan kuasa, drop, lonjakan, sementara, dan lain -lain. Gangguan radiasi litar kawalan dalaman robot dan motor. Ultrasound berfungsi dengan udara sebagai medium. Apabila robot dilengkapi dengan pelbagai sensor ultrasonik dan pelbagai robot bekerja bersebelahan pada masa yang sama, akan ada banyak isyarat ultrasonik bukan asli dalam ruang dan masa yang sama, dan gangguan bersama antara robot akan sangat serius.
Memandangkan masalah gangguan ini, sensor yang dibina dalam teknologi penyesuaian yang sangat fleksibel, boleh menyokong penetapan tahap pengurangan bunyi 5 tahap, penapis gangguan frekuensi yang sama boleh ditetapkan, julat dan sudut boleh ditetapkan, menggunakan algoritma penapis ECHO, mempunyai keupayaan anti-interferensi yang kuat.
Selepas makmal DYP melalui kaedah ujian berikut: Gunakan 4 Sensor Penghindaran Halangan Ultrasonik Untuk melindung nilai pengukuran, mensimulasikan persekitaran kerja multi-mesin, merekodkan data, kadar ketepatan data mencapai lebih daripada 98%.
Diagram ujian teknologi anti-interferensi
(4) Sudut rasuk laras
Sudut Sensor Konfigurasi Perisian mempunyai 4 tahap: 40,45,55,65, untuk memenuhi keperluan permohonan senario yang berbeza.
5 、Skim Teknikal Sensor Penghindaran Halangan Ultrasonik
Dalam bidang aplikasi penghindaran halangan robot, sensor adalah mata robot, sama ada robot boleh bergerak secara fleksibel dan cepat bergantung pada maklumat pengukuran yang dikembalikan oleh sensor. Dalam jenis sensor mengelakkan halangan ultrasonik yang sama, ia adalah produk penghindaran halangan yang boleh dipercayai dengan kos rendah dan kelajuan rendah, produk dipasang di sekitar robot, komunikasi dengan pusat kawalan robot, memulakan sensor yang berbeza untuk pengesanan jarak mengikut arah gerakan robot, mencapai tindak balas yang cepat dan keperluan pengesanan atas permintaan. Sementara itu, sensor ultrasonik mempunyai sudut medan FOV yang besar untuk membantu mesin mendapatkan lebih banyak ruang pengukuran untuk menampung kawasan pengesanan yang diperlukan secara langsung di hadapannya.
6 、Sorotan Penggunaan Sensor Ultrasonik dalam Skim Penghindaran Halangan Robot
• Radar Penghindaran Halangan Ultrasonik FOV adalah serupa dengan kamera kedalaman, kos kira -kira 20% kamera kedalaman;
• Resolusi ketepatan peringkat milimeter penuh, lebih baik daripada kamera kedalaman ；
• Hasil ujian tidak terjejas oleh warna persekitaran luaran dan intensiti cahaya, halangan bahan telus dapat dikesan dengan stabil, seperti kaca, plastik telus, dan lain -lain.
• Bebas dari habuk, enapcemar, kabus, asid dan gangguan persekitaran alkali, kebolehpercayaan yang tinggi, kadar penyelenggaraan, kadar penyelenggaraan yang rendah;
• Saiz kecil untuk memenuhi reka bentuk luaran dan tertanam robot, boleh digunakan untuk pelbagai senario robot perkhidmatan, untuk memenuhi keperluan pelanggan yang pelbagai, mengurangkan kos.
Masa Post: Aug-16-2022