1 、Introducere
Ultrasuneteeste o tehnică de detectare non-contact care folosește unde ultrasonice emise de la sursa de sunet, iar unda cu ultrasunete reflectă înapoi la sursa de sunet atunci când este detectat obstacolul, iar distanța obstacolului este calculată pe baza vitezei de propagare a vitezei sunetului în aer. Datorită bunătății sale cu ultrasunete, nu este afectată de lumina și culoarea obiectului măsurat, deci este utilizat pe scară largă în evitarea obstacolelor robotului. Senzorul poate simți obstacolele statice sau dinamice pe traseul de mers al robotului și să raporteze informațiile despre distanță și direcție ale obstacolelor în timp real. Robotul poate efectua corect următoarea acțiune în funcție de informații.
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de aplicații robot, roboți în diferite domenii de aplicații au apărut pe piață, iar noile cerințe sunt prezentate pentru senzori. Modul de adaptare la aplicarea roboților în diferite domenii este o problemă pentru ca fiecare inginer senzor să se gândească și să exploreze.
În această lucrare, prin aplicarea senzorului cu ultrasunete în Robot, pentru a înțelege mai bine utilizarea senzorului de evitare a obstacolelor.
2 、Introducere senzor
A21, A22 și R01 sunt senzori proiectați pe baza aplicațiilor automate de control al robotului, cu o serie de avantaje ale unei zone orbe mici, adaptabilitate puternică de măsurare, timp de răspuns scurt, interferențe de filtrare a filtrului, adaptabilitatea instalației ridicate, rezistență la praf și impermeabilă, durată de viață lungă și fiabilitate ridicată, etc. Aceștia pot adapta senzori cu parametri diferiți în funcție de diferiți roboți.
Imagini de produs A21, A22, R01
Funcție Rezumat ：
• alimentare cu tensiune largă ， tensiune de lucru3.3 ～ 24V ；
• Zona orb poate până la 2,5 cm minim ；
• Cel mai îndepărtat interval poate fi setat, un interval total de 5 niveluri de 50 cm până la 500cm poate fi setat prin instrucțiuni ；
• Sunt disponibile o varietate de moduri de ieșire, UART Auto / Controlate, controlat PWM, volumul comutatorului TTL nivel (3.3V), RS485, IIC, etc. (Consumul de energie controlat UART și PWM controlat poate suporta consumul de energie de somn ultra-scăzut
• Rata implicită de transfer este de 115.200, acceptă modificarea ；
• Timp de răspuns la nivel de MS, timpul de ieșire a datelor poate până la 13ms mai rapid ；
• Poate fi selectat unghiul unic și dublu, un total de patru niveluri unghiulare sunt acceptate pentru diferite scenarii de aplicare ；
• Funcție de reducere a zgomotului încorporată, care poate suporta setarea nivelului de reducere a zgomotului de 5 grade ；
• Tehnologia de procesare a undelor acustice inteligente, algoritmul inteligent încorporat pentru filtrele undelor sonore de interferență, poate identifica undele sonore de interferență și poate efectua automat filtrarea ；
• Proiectarea structurii impermeabile, IP67 de grad impermeabil
• Adaptabilitatea de instalare puternică, metoda de instalare este simplă, stabilă și fiabilă ；
• Suportați actualizarea firmware -ului la distanță ；
3 、Parametrii produsului
(1) Parametri de bază
(2) Intervalul de detectare
Senzorul de evitare a obstacolelor cu ultrasunete are o versiune în două unghiuri la alegere, atunci când produsul este instalat vertical, unghiul orizontal de detectare a direcției stânga și dreapta este mare, poate crește gama de acoperire a evitării obstacolelor, unghiul de detectare a direcției verticale mici, în același timp, evită declanșarea greșită cauzată de suprafața rutieră nelegenită în timpul conducerii.
Diagrama intervalului de măsurare
4 、Schema tehnică a senzorului cu ultrasunete de evitare a obstacolelor
(1) Diagrama structurii hardware
(2) Fluxul de lucru
A 、 Senzorul este alimentat de circuitele electrice.
B 、 Procesorul începe auto-inspecția pentru a se asigura că fiecare circuit funcționează normal.
C 、 Auto-verificarea procesorului pentru a identifica dacă există un semnal de interferență cu aceeași frecvență cu ultrasunete în mediu, apoi filtra și prelucrează undele sonore extraterestre în timp. Când valoarea corectă a distanței nu poate fi dată utilizatorului, dați datele anormale ale semnului pentru a preveni erorile, apoi săriți la procesul k.
D 、 Procesorul trimite instrucțiuni către circuitul impulsului de excitație Boost pentru a controla intensitatea excitației în funcție de unghi și interval.
E 、 Sonda ultrasonică transmite semnale acustice după ce lucrează
F 、 Sonda ultrasonică primește semnale acustice după ce lucrează
G 、 Semnalul acustic slab este amplificat de circuitul amplificatorului de semnal și returnat la procesor.
H 、 Semnalul amplificat este returnat procesorului după modelarea, iar algoritmul inteligent încorporat filtrează tehnologia de undă sonoră de interferență, care poate ecraniza efectiv adevărata țintă.
I 、 Circuitul de detectare a temperaturii, detectează feedback -ul de temperatură al mediului extern la procesor
J 、 Procesorul identifică timpul de întoarcere al ecoului și compensează temperatura combinată cu mediul ambiental extern, calculează valoarea distanței (s = v *t/2).
K 、 Procesorul transmite semnalul de date calculat clientului prin intermediul liniei de conectare și revine la a.
(3) Procesul de interferență
Ecografia în domeniul roboticii, se va confrunta cu o varietate de surse de interferență, cum ar fi zgomotul de alimentare, căderea, creșterea, tranzitorul, etc. Interferența de radiații a circuitului de control intern al robotului și a motorului. Ecografia funcționează cu aerul ca mediu. Atunci când un robot este echipat cu mai mulți senzori cu ultrasunete și mai mulți roboți de lucru adiacente în același timp, vor exista multe semnale ultrasonice non-native în același spațiu și timp, iar interferența reciprocă dintre roboți va fi foarte gravă.
Având în vedere aceste probleme de interferență, senzorul încorporat într-o tehnologie de adaptare foarte flexibilă, poate suporta setarea nivelului de reducere a zgomotului la nivel 5, același filtru de interferență de frecvență poate fi setat, intervalul și unghiul poate fi setat, folosind algoritmul de filtru ecou, are o puternică capacitate anti-interferență.
După laboratorul DYP prin următoarea metodă de testare: Utilizați 4 senzori de evitare a obstacolelor cu ultrasunete pentru a acoperi măsurarea, simulați mediul de lucru cu mai multe mașini, înregistrați datele, rata de precizie a datelor a atins mai mult de 98%.
Diagrama testului tehnologic anti-interferență
(4) Reglabil unghiul fasciculului
Unghiul de fascicul senzorului de configurare software are 4 niveluri: 40,45,55,65, pentru a îndeplini cerințele de aplicație ale diferitelor scenarii.
5 、Schema tehnică a senzorului cu ultrasunete de evitare a obstacolelor
În domeniul aplicației de evitare a obstacolelor robotului, senzorul este ochiul robotului, indiferent dacă robotul se poate mișca flexibil și depinde rapid în mare măsură de informațiile de măsurare returnate de senzor. În același tip de senzori de evitare a obstacolelor cu ultrasunete, este un produs fiabil de evitare a obstacolelor, cu costuri reduse și viteză mică, produsele sunt instalate în jurul robotului, comunicarea cu robotul de control robot, începeți diferiți senzori care variază pentru detectarea distanței în funcție de direcția de mișcare a robotului, atingeți răspunsul rapid și cerințele de detectare la demnitate. Între timp, senzorul cu ultrasunete are un unghi mare de câmp FOV pentru a ajuta mașina să obțină mai mult spațiu de măsurare pentru a acoperi zona de detectare necesară direct în fața acesteia.
6 、Repere ale aplicării senzorului cu ultrasunete în schema de evitare a obstacolelor robot
• Radarul de evitare a obstacolelor cu ultrasunete este similar cu camera de adâncime, costă aproximativ 20% din camera de adâncime;
• Rezoluție de precizie la nivel de milimetru complet, mai bună decât camera de adâncime ；
• Rezultatele testelor nu sunt afectate de culoarea externă a mediului și de intensitatea luminii, obstacolele transparente ale materialului pot fi detectate în mod stabil, cum ar fi sticlă, plastic transparent, etc.
• fără praf, nămol, ceață, acid și alcalin interferențe, fiabilitate ridicată, economisire a îngrijorării, rată de întreținere scăzută;
• Dimensiuni mici pentru a satisface designul extern și încorporat robotului, poate fi aplicat la o varietate de scenarii de roboți de servicii, pentru a răspunde nevoilor diverse ale clienților, pentru a reduce costurile.
Ora post: 16-2020 august