1 、Introduktion
Ultraljudär en icke-kontaktdetekteringsteknik som använder ultraljudsvågor som släpps ut från ljudkällan, och ultraljudsvågen reflekterar tillbaka till ljudkällan när hindret upptäcks och hinderets avstånd beräknas baserat på förökningshastigheten för ljudets hastighet i luften. På grund av dess goda ultraljudsdirektivitet påverkas den inte av ljuset och färgen på det uppmätta objektet, så det används allmänt vid undvikande av robothinder. Sensorn kan känna de statiska eller dynamiska hindren på robotens gångväg och rapportera avståndet och riktningsinformationen för hinder i realtid. Roboten kan korrekt utföra nästa åtgärd enligt informationen.
Med den snabba utvecklingen av robotapplikationsteknologi har robotar inom olika applikationsfält dykt upp på marknaden, och nya krav läggs fram för sensorer. Hur man anpassar sig till tillämpningen av robotar inom olika fält är ett problem för varje sensoringenjör att tänka på och utforska.
I detta dokument, genom applicering av ultraljudssensor i robot, för att bättre förstå användningen av hinderundvikande sensor.
2 、Sensorintroduktion
A21, A22 och R01 är sensorer utformade baserat på automatiska robotkontrollapplikationer, med en serie fördelar med litet blind område, stark mätanpassningsförmåga, kort responstid, filterfiltreringsstörning, hög installationsanpassningsbarhet, dammtät och vattentät, lång livslängd och hög tillförlitlighet osv. De kan anpassa sensorer med olika parametrar enligt olika robotar.
A21, A22, R01 Produktbilder
Funktion Sammanfattning ：
• bred spänningsförsörjning ， arbetsspänning3.3 ～ 24V ；
• Blind area kan upp till 2,5 cm minimum ；
• Det längsta området kan ställas in, ett totalt 5-nivåområde på 50 cm till 500 cm kan ställas in genom instruktioner ；
• En mängd olika utgångslägen finns tillgängliga, UART AUTO / CONTROLLERAD, PWM -kontrollerad, Switch Volume TTL -nivå (3.3V), RS485, IIC, etc. (UART-kontrollerad och PWM-kontrollerad strömförbrukning kan stödja ultra-låg sömnkraftsförbrukning≤5ua) ；
• Standardbaudhastigheten är 115.200, stöder modifiering ；
• Svarstid på MS-nivå, dataproduktionstid kan upp till 13 ms snabbaste ；
• Enkel och dubbelvinkel kan väljas, totalt fyra vinkelnivåer stöds för olika applikationsscenarier ；
• Inbyggd brusreduceringsfunktion som kan stödja inställningen för 5-klassens brusreducering ；
• Intelligent akustisk vågbehandlingsteknik, inbyggd intelligent algoritm till filterstörningsljudvågor, kan identifiera interferensljudvågorna och automatiskt utföra filtrering ；
• Vattentät strukturdesign, vattentät kvalitet IP67 ；
• Stark anpassningsförmåga, installationsmetod är enkel, stabil och pålitlig ；
• Support Remote Firmware Upgrade ；
3 、Produktparametrar
(1) Grundläggande parametrar
(2) Detektionsintervall
Ultrasonic hinderundvikande sensor har en tvåvinklig version av valet, när produkten är installerad vertikalt, den horisontella vänster- och högerriktningsdetekteringsvinkeln är stor, kan öka täckningsområdet för hinderundvikande, liten vertikal riktningsdetekteringsvinkel, samtidigt undviker det fel trigger som orsakas av ojämn vägyta under körning.
Diagram över mätområdet
4 、Ultrasonic hinder undvikande sensor tekniskt schema
(1) Diagram över hårdvarustrukturen
(2) arbetsflöde
A 、 Sensorn drivs av de elektriska kretsarna.
B 、 Processorn börjar självinspektion för att säkerställa att varje krets fungerar normalt.
C 、 Processorn självkontrollerar själv för att identifiera om det finns en ultraljud samma frekvensstörningssignal i miljön och sedan filtrera och bearbeta de främmande ljudvågorna i tid. När det korrekta avståndsvärdet inte kan ges till användaren, ge de onormala skyltdata för att förhindra fel och sedan hoppa till processen k.
D 、 Processorn skickar instruktioner till den ökande excitationspulskretsen för att kontrollera excitationsintensiteten beroende på vinkel och intervall.
E 、 Ultraljudssonden över överför akustiska signaler efter att ha arbetat
F 、 Ultrasonic Probe R får akustiska signaler efter arbetet
G 、 Den svaga akustiska signalen förstärks av signalförstärkarkretsen och återförs till processorn.
H 、 Den förstärkta signalen returneras till processorn efter formning, och den inbyggda intelligenta algoritmen filtrerar interferensljudvågtekniken, som effektivt kan screena ut det verkliga målet.
I 、 Temperaturdetekteringskretsen, upptäck den externa miljön temperaturåterkoppling till processorn
J 、 Processorn identifierar återgångstiden för ekot och kompenserar temperaturen i kombination med den externa omgivningsmiljön, beräknar avståndsvärdet (S = V *T/2).
K 、 Processorn överför den beräknade datasignalen till klienten via anslutningslinjen och återgår till en.
(3) störningsprocess
Ultraljud inom robotområdet kommer att möta en mängd olika störningar, såsom strömförsörjningsbrus, droppe, överspänning, övergående, etc. Strålningsstörning av robotens inre kontrollkrets och motorn. Ultraljud fungerar med luft som medium. När en robot är utrustad med flera ultraljudssensorer och flera robotar arbetar intill på samma gång kommer det att finnas många icke-infödda ultraljudssignaler i samma utrymme och tid, och den ömsesidiga störningen mellan robotar kommer att vara mycket allvarliga.
Med tanke på dessa interferensproblem kan sensorn inbyggd en mycket flexibel anpassningsteknik, stödja 5-nivåers inställning av buller, har samma frekvensinterferensfilter ställas in, intervall och vinkel kan ställas in med hjälp av Echo-filteralgoritmen, har en stark anti-interferensförmåga.
Efter DYP-laboratoriet genom följande testmetod: Använd 4 ultraljudsundvikande sensorer för att säkra mätningen, simulera arbetsmiljön med flera maskiner, registrera data, datanoggrannhetsgraden nådde mer än 98%.
Diagram över anti-interference-teknikprovet
(4) strålvinkel justerbar
Programvarukonfigurationssensorstrålvinkeln har 4 nivåer: 40,45,55,65 för att uppfylla applikationskraven i olika scenarier.
5 、Ultrasonic hinder undvikande sensor tekniskt schema
Inom området för applikation för robothinder är sensorn robotens öga, om roboten kan röra sig flexibelt och snabbt beror till stor del på mätinformationen som sensorn återlämnad. I samma typ av sensorer för undvikande av ultraljudsundvikande är det en tillförlitlig hinderundvikande produkter med låg kostnad och låg hastighet, produkter installeras runt roboten, kommunikation med robotkontrollcentret, startar olika sensorer för distansdetektering enligt rörelsesriktningen för roboten, uppnår snabbt svar och on-demand-detekteringskrav. Samtidigt har ultraljudssensorn en stor FOV -fältvinkel för att hjälpa maskinen att få mer mätutrymme för att täcka det nödvändiga detekteringsområdet direkt framför den.
6 、Höjdpunkter för tillämpningen av ultraljudssensor i robothinder för undvikande av hinder
• Ultrasonic hinderundvikande radar FOV liknar djupkameran, kostar cirka 20% av djupkameran;
• Precisionsupplösning på full räckvidd på millimeternivå, bättre än djupkameran ；
• Testresultaten påverkas inte av den yttre miljöfärgen och ljusintensiteten, de transparenta materialhinder kan stabilt detekteras, såsom glas, transparent plast, etc.
• Fri från damm-, slam-, dim-, syra- och alkalimiljöinterferens, hög tillförlitlighet, orobesparande, låg underhållshastighet;
• Liten storlek för att möta robotens externa och inbäddade design, kan tillämpas på en mängd olika scenarier av serviceroboter, för att tillgodose kundernas olika behov, minska kostnaderna.
Inläggstid: augusti-2022