1 、Introduzione
Ranging ad ultrasuoniè una tecnica di rilevamento senza contatto che utilizza onde ad ultrasuoni emesse dalla sorgente sonora e l'onda ad ultrasuoni si riflette sulla sorgente sonora quando viene rilevato l'ostacolo e la distanza dell'ostacolo viene calcolata in base alla velocità di propagazione della velocità del suono nell'aria. A causa della sua buona direttività ad ultrasuoni, non è influenzata dalla luce e dal colore dell'oggetto misurato, quindi è ampiamente utilizzato nell'eliminazione degli ostacoli robot. Il sensore può percepire gli ostacoli statici o dinamici sulla rotta del robot e segnalare le informazioni sulla distanza e sulla direzione degli ostacoli in tempo reale. Il robot può eseguire correttamente l'azione successiva in base alle informazioni.
Con il rapido sviluppo della tecnologia applicativa dei robot, i robot in diversi campi di applicazione sono apparsi sul mercato e vengono avanzati nuovi requisiti per i sensori. Come adattarsi all'applicazione di robot in diversi campi è un problema a cui ogni ingegnere del sensore a cui pensare ed esplorare.
In questo documento, attraverso l'applicazione del sensore ad ultrasuoni in robot, per comprendere meglio l'uso del sensore di evitamento degli ostacoli.
2 、Introduzione del sensore
A21, A22 e R01 sono sensori progettati in base a applicazioni automatiche di controllo dei robot, con una serie di vantaggi di piccole area cieca, forte adattabilità alla misurazione, breve tempo di risposta, interferenze di filtro del filtro, adattabilità ad alta installazione, polvere e impermeabile, lunga durata e alta affidabilità, ecc. Possono adattare i sensori con parametri diversi in base a robot diversi.
Immagini del prodotto A21, A22, R01
Funzione Abstract ：
• Amploratura ad ampio tensione ， Tensione di lavoro3.3 ～ 24V ；
• L'area cieca può essere minima fino a 2,5 cm ；
• È possibile impostare l'intervallo più lontano, può essere impostato un intervallo totale a 5 livelli da 50 cm a 500 cm tramite istruzioni ；
• Sono disponibili una varietà di modalità di output, UART automatico / controllato, controllato PWM, livello di volume dell'interruttore (3.3V), rs485, IIC, ecc. (Il consumo di energia controllato controllato e controllato da PWM può supportare il consumo di energia del sonno ultra-bassa ；
• Il tasso di baud predefinito è di 115.200, supporta la modifica ；
• Tempo di risposta a livello MS, il tempo di output dei dati può fino a 13 ms più veloce ；
• È possibile selezionare l'angolo singolo e doppio, un totale di quattro livelli di angolo sono supportati per diversi scenari di applicazione ；
• Funzione di riduzione del rumore integrata che può supportare l'impostazione del livello di riduzione del rumore a 5 gradi ；
• Tecnologia di elaborazione delle onde acustiche intelligenti, algoritmo intelligente integrato per filtrare le onde sonore di interferenza, può identificare le onde sonore di interferenza ed eseguire automaticamente il filtro ；
• Design della struttura impermeabile, IP67 di grado impermeabile ；
• Adattabilità di installazione forte, il metodo di installazione è semplice, stabile e affidabile ；
• Supportare l'aggiornamento del firmware remoto ；
3 、Parametri del prodotto
(1) Parametri di base
(2) Intervallo di rilevamento
Il sensore di evitamento degli ostacoli ad ultrasuoni ha una versione a due angoli della scelta, quando il prodotto è installato verticalmente, l'angolo orizzontale di rilevamento della direzione sinistra e destra è ampio, può aumentare la gamma di copertura di evitamento degli ostacoli, angolo di rilevamento della direzione verticale, allo stesso tempo, evita il trigger sbagliato causato da una superficie stradale irregolare durante la guida.
Diagramma della gamma di misurazioni
4 、Schema tecnico del sensore di evitamento dell'ostacolo ad ultrasuoni
(1) Diagramma della struttura hardware
(2) Flusso di lavoro
A 、 Il sensore è alimentato dai circuiti elettrici.
B 、 Il processore inizia l'inspezione di auto per garantire che ciascun circuito funzioni normalmente.
C 、 L'auto-controllo del processore per identificare se esiste un segnale di interferenza ad ultrasuoni nella stessa frequenza nell'ambiente e quindi filtrare ed elaborare le onde sonore aliene nel tempo. Quando il valore della distanza corretto non può essere dato all'utente, fornire i dati del segno anormale per prevenire errori, quindi passare al processo k.
D 、 Il processore invia istruzioni al circuito dell'impulso di eccitazione boost per controllare l'intensità di eccitazione in base all'angolo e alla gamma.
E 、 La sonda ad ultrasuoni t trasmette i segnali acustici dopo aver lavorato
F 、 La sonda ad ultrasuoni riceve segnali acustici dopo aver lavorato
G 、 Il segnale acustico debole viene amplificato dal circuito dell'amplificatore del segnale e restituito al processore.
H 、 Il segnale amplificato viene restituito al processore dopo la modellatura e l'algoritmo intelligente incorporato filtra la tecnologia delle onde sonore di interferenza, che può effettivamente scremare il vero target.
I 、 Circuito di rilevamento della temperatura, rileva il feedback della temperatura dell'ambiente esterno al processore
J 、 Il processore identifica il tempo di ritorno dell'eco e compensa la temperatura combinata con l'ambiente ambientale esterno, calcola il valore della distanza (S = V *T/2).
K 、 Il processore trasmette il segnale di dati calcolato al client tramite la linea di connessione e ritorna a a.
(3) processo di interferenza
Gli ultrasuoni nel campo della robotica dovranno affrontare una varietà di fonti di interferenza, come rumore dell'alimentazione, caduta, sovratensione, transitorio, ecc. Interferenza di radiazioni del circuito di controllo interno del robot e del motore. L'ecografia funziona con l'aria come mezzo. Quando un robot è dotato di più sensori ad ultrasuoni e più robot funzionano adiacenti allo stesso tempo, ci saranno molti segnali ultrasonici non nativi nello stesso spazio e tempo e l'interferenza reciproca tra i robot sarà molto grave.
Alla luce di questi problemi di interferenza, il sensore integrato in una tecnologia di adattamento molto flessibile, può supportare l'impostazione del livello di riduzione del rumore a 5 livelli, è possibile impostare lo stesso filtro di interferenza di frequenza, può essere impostato l'intervallo e l'angolo, utilizzando l'algoritmo del filtro Echo, ha una forte capacità anti-interferenza.
Dopo il laboratorio DYP attraverso il seguente metodo di test: utilizzare 4 sensori di evitamento degli ostacoli ad ultrasuoni per coprire la misurazione, simulare l'ambiente di lavoro multi-macchina, registrare i dati, il tasso di accuratezza dei dati ha raggiunto oltre il 98%.
Diagramma del test della tecnologia anti-interferenza
(4) Angolo di raggio regolabile
L'angolo del raggio del sensore di configurazione del software ha 4 livelli: 40,45,55,65, per soddisfare i requisiti dell'applicazione di diversi scenari.
5 、Schema tecnico del sensore di evitamento dell'ostacolo ad ultrasuoni
Nel campo dell'applicazione di evitamento degli ostacoli del robot, il sensore è l'occhio del robot, se il robot può muoversi in modo flessibile e rapidamente dipende in gran parte dalle informazioni di misurazione restituite dal sensore. Nello stesso tipo di sensori di evitamento degli ostacoli ad ultrasuoni, si tratta di prodotti affidabili di evitamento degli ostacoli a basso costo e a bassa velocità, i prodotti sono installati attorno al robot, la comunicazione con il Robot Control Center, avvia diversi sensori di distanza per il rilevamento della distanza in base alla direzione di movimento del robot, raggiunge la risposta rapida e i requisiti di rilevamento su richiesta. Nel frattempo, il sensore ad ultrasuoni ha un ampio angolo di campo FOV per aiutare la macchina a ottenere più spazio di misurazione per coprire l'area di rilevamento richiesta direttamente di fronte a essa.
6 、Punti salienti dell'applicazione del sensore ad ultrasuoni nello schema di evitamento degli ostacoli robot
• Il radar di evitamento degli ostacoli ad ultrasuoni FOV è simile alla fotocamera di profondità, costa circa il 20% della fotocamera di profondità;
• Risoluzione di precisione a livello millimetro a livello completo, migliore della fotocamera di profondità ；
• I risultati dei test non sono influenzati dal colore dell'ambiente esterno e dall'intensità della luce, gli ostacoli del materiale trasparente possono essere rilevati stabilmente, come vetro, plastica trasparente, ecc.
• Senza interferenza dell'ambiente di polvere, fanghi, nebbia, acido e alcali, elevata affidabilità, risparmio di preoccupazioni, bassa tasso di manutenzione;
• Le dimensioni ridotte per soddisfare il design esterno e incorporato del robot, possono essere applicate a una varietà di scenari di robot di servizio, per soddisfare le diverse esigenze dei clienti, ridurre i costi.
Post Time: agosto-16-2022