1,Introduzione
Gamma ultrasonicahè una tecnica di rilevazione senza cuntattu chì usa onde ultrasoniche emesse da a fonte di sonu, è l'onda ultrasonica riflette torna à a fonte di u sonu quandu l'ostaculu hè rilevatu, è a distanza di l'ostaculu hè calculata in basa di a velocità di propagazione di a velocità di sonu in l'aria. A causa di a so bona direzzione ultrasonica, ùn hè micca affettata da a luce è u culore di l'ughjettu misuratu, per quessa hè largamente utilizatu in l'evitazione di l'ostaculi di robot. U sensoru pò sente l'ostaculi statichi o dinamichi nantu à a strada di caminata di u robot, è rappurtate l'infurmazioni di distanza è di direzzione di l'ostaculi in tempu reale. U robot pò realizà currettamente l'azzione dopu secondu l'infurmazioni.
Cù u rapidu sviluppu di a tecnulugia di l'applicazione robotica, i robots in diversi campi d'applicazione sò apparsu in u mercatu, è novi esigenze sò presentate per i sensori. Cumu adattà à l'applicazione di robots in diversi campi hè un prublema per ogni ingegnere di sensori per pensà è scopre.
In questu documentu, per mezu di l'applicazione di sensori ultrasonici in robot, per capisce megliu l'usu di sensori di evità di ostaculi.
2,Introduzione à i sensori
A21, A22 è R01 sò sensori cuncepiti basati nantu à l'applicazioni di cuntrollu automaticu di robot, cù una serie di vantaghji di una piccula zona cieca, una forte adattabilità di misurazione, un brevi tempu di risposta, interferenza di filtrazione di filtri, alta adattabilità di l'installazione, a prova di polvere è impermeabile, longa vita è alta affidabilità. , ecc. Puderanu adattà sensori cù diversi paràmetri secondu diversi robots.
A21, A22, R01 stampi di produttu
Funzione astratta:
• alimentazione di tensione larga, tensione di travagliu 3,3 ~ 24 V;
• area ceca pò sin'à 2,5 cm minimu;
• U intervallu più luntanu pò esse stabilitu, un intervallu tutale di 5 livelli da 50 cm à 500 cm pò esse stabilitu attraversu l'istruzzioni;
• Una varietà di modi di output sò dispunibuli, UART auto / cuntrullatu, cuntrullatu PWM, cambià u livellu di u voluminu TTL (3.3V), RS485, IIC, etc. (U cunsumu d'energia cuntrullatu UART è cuntrullatu PWM pò sustene u cunsumu di energia di sonnu ultra-bassu ≤5uA)；
• U baud rate predeterminatu hè 115,200, Supporta a mudificazione;
• U tempu di risposta à u livellu Ms, u tempu di output di dati pò finu à 13 ms più veloce;
• L'angolo unicu è doppiu pò esse sceltu, un totale di quattru livelli d'angolo sò supportati per diversi scenarii d'applicazione；
• Funzione di riduzzione di u rumore integrata chì pò sustene l'impostazione di u livellu di riduzzione di u rumore di 5 gradi;
• Tecnulugia di trasfurmazione di l'onda acustica intelligente, algoritmu intelligente integratu per filtrà l'onda di sonu d'interferenza, pò identificà l'onda di sonu d'interferenza è eseguisce automaticamente u filtru;
• Disegnu di struttura impermeabile, qualità impermeabile IP67;
• Forte adattabilità di l'installazione, u metudu di stallazione hè simplice, stabile è affidabile；
• Supporta l'aghjurnamentu di firmware remoto;
3,Parametri di u produttu
(1) Parametri basi
(2) Gamma di rilevazione
U sensoru ultrasonicu di evità di l'ostaculi hà una versione à dui anguli di a scelta, Quandu u pruduttu hè stallatu verticalmente, l'angolo di rilevazione di a direzzione horizontale sinistra è diritta hè grande, pò aumentà a gamma di copertura di evità d'ostaculi, un picculu angolo di rilevazione di direzzione verticale, à u listessu tempu. tempu, evita u trigger sbagliatu causatu da a superficia stradale irregolare durante a guida.
Diagramma di a gamma di misura
4,Schema tecnicu di u sensoru ultrasonicu di evità d'ostaculi
(1) Schema di a struttura di hardware
(2) Flussu di travagliu
a、U sensoru hè alimentatu da i circuiti elettrici.
b、U processore principia l'auto-ispezione per assicurà chì ogni circuitu funziona normalmente.
c 、 U processatore si verifica per identificà s'ellu ci hè un signalu d'interferenza ultrasonica di a stessa frequenza in l'ambiente, è dopu filtrà è processà l'onda sonora straniera in u tempu. Quandu u valore distanza currettu ùn pò esse datu à l 'utilizatori, dà i dati segnu anormali à prevene errori, e poi saltà à u prucessu k.
d、U processore manda struzzioni à u circuitu di impulsu di eccitazione di impulsu per cuntrullà l'intensità di eccitazione secondu l'angolo è a gamma.
e、A sonda ultrasonica T trasmette segnali acustici dopu u travagliu
f、A sonda ultrasonica R riceve signali acustici dopu u travagliu
g、U signalu acusticu debbule hè amplificatu da u circuitu di l'amplificatore di signale è torna à u processatore.
h、U segnu amplificatu hè tornatu à u processatore dopu a furmazione, è l'algoritmu intelligente integratu filtra a tecnulugia di l'onda di sonu d'interferenza, chì ponu effittivamenti screen out u veru mira.
i, Circuitu di rilevazione di temperatura, rileva u feedback di a temperatura di l'ambiente esternu à u processatore
j、U processatore identifica u tempu di ritornu di l'ecu è cumpensà a temperatura cumminata cù l'ambiente ambientale esternu, calcula u valore di distanza (S = V * t/2).
k、U processatore trasmette u signale di dati calculatu à u cliente attraversu a linea di cunnessione è torna à a.
(3) Prucessu di interferenza
Ultrasound in u campu di a robotica, affruntà una varietà di fonti d'interferenza, cum'è u rumore di l'alimentazione, goccia, surge, transitori, etc. Interferenza di radiazione di u circuitu di cuntrollu internu di u robot è u mutore. Ultrasound travaglia cù l'aria cum'è u mediu. Quandu un robot hè dotatu di sensori ultrasonici multipli è robots multiplici travaglianu adiacenti à u stessu tempu, ci saranu assai signali ultrasonici non nativi in u stessu spaziu è tempu, è l'interferenza mutuale trà i robot serà assai seria.
In vista di questi prublemi di interferenza, u sensoru integratu in una tecnulugia d'adattazione assai flessibile, pò sustene l'impostazione di u nivellu di riduzzione di u rumore à 5 livelli, u listessu filtru di interferenza di frequenza pò esse stabilitu, a gamma è l'angolo ponu esse stabiliti, utilizendu l'algoritmu di filtru ecu, hà una forte capacità anti-interferenza.
Dopu à u laboratoriu DYP attraversu u metudu di prova seguente: utilizate 4 sensori ultrasonici per evitari l'ostaculi per copre a misurazione, simulate l'ambienti di travagliu multi-machine, registrà e dati, u tassu di precisione di dati hà righjuntu più di 98%.
Diagramma di a prova di tecnulugia anti-interferenza
(4) Angulu di fasciu regulabile
L'angolo di fasciu di u sensore di cunfigurazione di u software hà 4 livelli: 40,45,55,65, per risponde à i requisiti di l'applicazione di diversi scenarii.
5,Schema tecnicu di u sensoru ultrasonicu di evità d'ostaculi
In u campu di l'applicazione di evità di l'ostaculi di u robot, u sensoru hè l'ochju di u robot, Se u robot pò spustà in modu flessibile è rapidamente dipende largamente da l'infurmazioni di misurazione restituite da u sensore. In u listessu tipu di sensori ultrasonici di evità di l'ostaculi, hè un pruduttu affidabile per evità d'ostaculi cù prezzu bassu è bassa velocità, i prudutti sò stallati intornu à u robot, cumunicazione cù u centru di cuntrollu di u robot, cumincianu diversi sensori di distanza per a rilevazione di distanza secondu a direzzione di u muvimentu. di u robot, ottene una risposta rapida è esigenze di rilevazione à dumanda. Intantu, u sensoru ultrasonicu hà un grande angolo di campu FOV per aiutà a macchina à ottene più spaziu di misurazione per copre l'area di rilevazione necessaria direttamente davanti à ellu.
6,Punti salienti di l'applicazione di sensori ultrasonici in u schema di evità di l'ostaculi di robot
• Radar d'evitazione d'ostaculi ultrasonici FOV hè simili à a camera di prufundità, custa circa 20% di a camera di prufundità;
• Risoluzione di precisione millimetrica cumpleta, megliu cà a camera di prufundità；
• I risultati di a prova ùn sò micca affettati da u culore di l'ambiente esternu è l'intensità di a luce, l'ostaculi di materiale trasparenti ponu esse rilevati in modu stabile, cum'è vetru, plastica trasparente, etc.；
• Free from dust, sludge, nebbia, acid and alkali ambient interference, high reliability, worry-saving, low maintenance rate;
• Small size per scuntrà u robot design esternu è incrustatu, pò esse appiicata à una varietà di scenarii di robots di serviziu, per risponde à e diverse bisogni di i clienti, riducendu i costi.
Tempu di Postu: Aug-16-2022