1 、Panimula
Ultrasonic rangingay isang diskarteng hindi nakikipag-ugnay sa pagtuklas na gumagamit ng mga ultrasonic waves na inilabas mula sa mapagkukunan ng tunog, at ang ultrasonic wave ay sumasalamin pabalik sa tunog na mapagkukunan kapag ang balakid ay napansin, at ang distansya ng balakid ay kinakalkula batay sa bilis ng pagpapalaganap ng bilis ng tunog sa hangin. Dahil sa mahusay na direktoryo ng ultrasonic, hindi ito apektado ng ilaw at kulay ng sinusukat na bagay, kaya malawak itong ginagamit sa pag -iwas sa balakid ng robot. Ang sensor ay maaaring makaramdam ng static o dynamic na mga hadlang sa paglalakad ng ruta ng robot, at iulat ang distansya at direksyon ng impormasyon ng mga hadlang sa real time. Ang robot ay maaaring maayos na maisagawa ang susunod na pagkilos ayon sa impormasyon.
Sa mabilis na pag -unlad ng teknolohiya ng aplikasyon ng robot, ang mga robot sa iba't ibang mga patlang ng aplikasyon ay lumitaw sa merkado, at ang mga bagong kinakailangan ay ipinapasa para sa mga sensor. Paano umangkop sa aplikasyon ng mga robot sa iba't ibang larangan ay isang problema para sa bawat sensor engineer na isipin at galugarin.
Sa papel na ito, sa pamamagitan ng aplikasyon ng sensor ng ultrasonic sa robot, upang mas maunawaan ang paggamit ng sensor ng pag -iwas sa balakid.
2 、Panimula ng Sensor
Ang A21, A22 at R01 ay mga sensor na dinisenyo batay sa awtomatikong mga aplikasyon ng control ng robot, na may isang serye ng mga pakinabang ng maliit na bulag na lugar, malakas na pagsukat ng pagsukat, maikling oras ng pagtugon, panghihimasok sa pag -filter ng pag -filter, mataas na kakayahang umangkop sa pag -install, alikabok at hindi tinatagusan ng tubig, mahabang buhay at mataas na pagiging maaasahan, atbp. Maaari silang umangkop sa mga sensor na may iba't ibang mga parameter ayon sa iba't ibang mga robot.
A21, A22, R01 Mga Larawan ng Produkto
Function Abstract ：
• malawak na supply ng boltahe ， nagtatrabaho boltahe3.3 ～ 24V ；
• Ang bulag na lugar ay maaaring hanggang sa 2.5cm minimum ；
• Ang pinakamalayo na saklaw ay maaaring itakda, ang isang kabuuang 5-level na saklaw ng 50cm hanggang 500cm ay maaaring itakda sa pamamagitan ng mga tagubilin ；
• Ang iba't ibang mga mode ng output ay magagamit, UART auto / kinokontrol, kinokontrol ng PWM, switch ng antas ng TTL (3.3V), RS485, IIC, atbp. .
• Ang default na rate ng baud ay 115,200, sumusuporta sa pagbabago ；
• Oras ng pagtugon sa antas ng MS, ang oras ng output ng data ay maaaring hanggang sa 13ms pinakamabilis ；
• Maaaring mapili ang solong at dobleng anggulo, isang kabuuan ng apat na antas ng anggulo ay suportado para sa iba't ibang mga senaryo ng aplikasyon ；
• Ang built-in na pag-andar ng pagbabawas ng ingay na maaaring suportahan ang setting ng antas ng pagbawas ng ingay ng 5-grade ；
• Intelligent Acoustic Wave Processing Technology, built-in na intelihenteng algorithm upang mag-filter ng mga panghihimasok na tunog ng tunog, maaaring makilala ang mga panghihimasok na tunog ng tunog at awtomatikong magsagawa ng pag-filter ；
• Disenyo ng istraktura ng hindi tinatagusan ng tubig, hindi tinatagusan ng tubig grade IP67 ；
• Malakas na kakayahang umangkop sa pag -install, ang paraan ng pag -install ay simple, matatag at maaasahan ；
• Suportahan ang remote na pag -upgrade ng firmware ；
3 、Mga parameter ng produkto
(1) Pangunahing mga parameter
(2) saklaw ng pagtuklas
Ang sensor ng pag-iwas sa ultrasonic ay may isang dalawang-anggulo na bersyon ng pagpipilian, kapag ang produkto ay naka-install nang patayo, ang anggulo ng kaliwa at kanang direksyon ng pagtuklas ng direksyon ay malaki, maaaring dagdagan ang saklaw ng saklaw ng pag-iwas sa balakid, maliit na anggulo ng pagtuklas ng direksyon, sa parehong oras, maiiwasan nito ang maling pag-trigger na sanhi ng hindi pantay na ang ibabaw ng kalsada sa panahon ng pagmamaneho.
Diagram ng saklaw ng pagsukat
4 、Ultrasonic Obstacle Pag -iwas sa Sensor Technical Scheme
(1) Diagram ng istraktura ng hardware
(2) daloy ng trabaho
Ang isang sensor ay pinapagana ng mga de -koryenteng circuit.
B 、 Ang processor ay nagsisimula sa self-inspeksyon upang matiyak na ang bawat circuit ay gumagana nang normal.
C 、 Ang processor na self-check upang matukoy kung mayroong isang ultrasonic na parehong-dalas na panghihimasok na signal sa kapaligiran, at pagkatapos ay i-filter at iproseso ang mga dayuhan na tunog ng alon sa oras. Kapag ang tamang halaga ng distansya ay hindi maibigay sa gumagamit, bigyan ang hindi normal na data ng pag -sign upang maiwasan ang mga pagkakamali, at pagkatapos ay tumalon sa proseso k.
D 、 Ang processor ay nagpapadala ng mga tagubilin sa pagpapalakas ng pagganyak ng pulso circuit upang makontrol ang intensity ng paggulo ayon sa anggulo at saklaw.
e 、 Ang ultrasonic probe t ay nagpapadala ng mga signal ng acoustic pagkatapos magtrabaho
f 、 Ang ultrasonic probe r ay tumatanggap ng mga signal ng acoustic pagkatapos magtrabaho
G 、 Ang mahina na signal ng acoustic ay pinalakas ng signal amplifier circuit at bumalik sa processor.
H 、 Ang amplified signal ay ibabalik sa processor pagkatapos ng paghubog, at ang built-in na intelihenteng algorithm ay nag-filter ng teknolohiya ng panghihimasok na tunog ng alon, na maaaring epektibong i-screen ang totoong target.
I 、 Circuit ng deteksyon ng temperatura, makita ang feedback ng temperatura ng panlabas na kapaligiran sa processor
J 、 Kinilala ng processor ang oras ng pagbabalik ng echo at binabayaran ang temperatura na sinamahan ng panlabas na kapaligiran na nakapaligid, kinakalkula ang halaga ng distansya (s = v *t/2).
K 、 Ipinapadala ng processor ang kinakalkula na signal ng data sa kliyente sa pamamagitan ng linya ng koneksyon at bumalik sa isang.
(3) Proseso ng panghihimasok
Ang ultrasound sa larangan ng mga robotics, ay haharapin ang iba't ibang mga mapagkukunan ng pagkagambala, tulad ng ingay ng suplay ng kuryente, pagbagsak, pag -agos, lumilipas, atbp. Ang ultrasound ay gumagana sa hangin bilang medium. Kapag ang isang robot ay nilagyan ng maraming mga sensor ng ultrasonic at maraming mga robot na nagtatrabaho na katabi sa parehong oras, maraming mga katutubong katutubong ultrasonic signal sa parehong puwang at oras, at ang panghihimasok sa pagitan ng mga robot ay magiging seryoso.
Sa pagtingin sa mga problemang ito ng panghihimasok, ang sensor na built-in ng isang napaka-kakayahang umangkop na teknolohiya ng pagbagay, ay maaaring suportahan ang 5 antas ng setting ng antas ng pagbawas ng ingay, ang parehong dalas na panghihimasok na filter ay maaaring itakda, ang saklaw at anggulo ay maaaring itakda, gamit ang echo filter algorithm, ay may isang malakas na kakayahan sa anti-panghihimasok.
Matapos ang Laboratory ng DYP sa pamamagitan ng sumusunod na pamamaraan ng pagsubok: Gumamit ng 4 na ultrasonic na pag-iwas sa mga sensor ng pag-iwas sa pag-iwas sa pagsukat, gayahin ang kapaligiran na nagtatrabaho sa multi-machine, itala ang data, ang rate ng kawastuhan ng data ay umabot sa higit sa 98%.
Diagram ng pagsubok sa teknolohiya ng anti-panghihimasok
(4) nababagay ang anggulo ng beam
Ang anggulo ng sensor ng pagsasaayos ng software ay may 4 na antas: 40,45,55,65, upang matugunan ang mga kinakailangan sa aplikasyon ng iba't ibang mga sitwasyon.
5 、Ultrasonic Obstacle Pag -iwas sa Sensor Technical Scheme
Sa larangan ng application ng pag -iwas sa balakid, ang sensor ay ang mata ng robot, kung ang robot ay maaaring gumalaw nang may kakayahang umangkop at mabilis na nakasalalay sa kalakhan sa pagsukat ng impormasyon na ibinalik ng sensor. Sa parehong uri ng mga ultrasonic na pag-iwas sa mga sensor ng pag-iwas, ito ay isang maaasahang mga produkto ng pag-iwas sa balakid na may mababang gastos at mababang bilis, ang mga produkto ay naka-install sa paligid ng robot, komunikasyon sa robot control center, magsimula ng iba't ibang mga ranging sensor para sa distansya ng pagtuklas ayon sa direksyon ng paggalaw ng robot, makamit ang mabilis na tugon at mga kinakailangan sa pagtuklas ng demand. Samantala, ang sensor ng ultrasonic ay may isang malaking anggulo ng patlang ng FOV upang matulungan ang makina na makakuha ng mas maraming puwang sa pagsukat upang masakop ang kinakailangang lugar ng pagtuklas nang direkta sa harap nito.
6 、Mga Highlight ng Application ng Ultrasonic Sensor sa Robot Obstacle Pag -iwas sa Scheme
• Ang Ultrasonic Obstacle Pag -iwas sa Radar FOV ay katulad ng malalim na camera, nagkakahalaga ng halos 20% ng lalim na camera;
• Buong-saklaw na resolusyon ng katumpakan na antas ng milimetro, mas mahusay kaysa sa lalim na camera ；
• Ang mga resulta ng pagsubok ay hindi apektado ng panlabas na kulay ng kapaligiran at magaan na intensity, ang mga transparent na materyal na mga hadlang ay maaaring matigil na matitinag, tulad ng baso, transparent plastic, atbp.
• Libre mula sa alikabok, putik, fog, acid at alkali na panghihimasok sa kapaligiran, mataas na pagiging maaasahan, pag-save ng pag-alala, mababang rate ng pagpapanatili;
• Maliit na sukat upang matugunan ang panlabas at naka -embed na disenyo, maaaring mailapat sa iba't ibang mga sitwasyon ng mga robot ng serbisyo, upang matugunan ang magkakaibang mga pangangailangan ng mga customer, bawasan ang mga gastos.
Oras ng Mag-post: Aug-16-2022