1、Invoering
Ultrasoon bereikis een contactloze detectietechniek die gebruik maakt van ultrasone golven die worden uitgezonden door de geluidsbron, en de ultrasone golf reflecteert terug naar de geluidsbron wanneer het obstakel wordt gedetecteerd, en de afstand van het obstakel wordt berekend op basis van de voortplantingssnelheid van de snelheid van geluid in de lucht. Vanwege zijn goede ultrasone gerichtheid wordt het niet beïnvloed door het licht en de kleur van het gemeten object, dus wordt het veel gebruikt bij het vermijden van robotobstakels. De sensor kan de statische of dynamische obstakels op de looproute van de robot waarnemen en de afstand- en richtingsinformatie van de obstakels in realtime rapporteren. Op basis van de informatie kan de robot de volgende actie correct uitvoeren.
Met de snelle ontwikkeling van robottoepassingstechnologie zijn er robots in verschillende toepassingsgebieden op de markt verschenen en worden er nieuwe eisen aan sensoren gesteld. Hoe zich aan te passen aan de toepassing van robots op verschillende gebieden is een probleem waar elke sensoringenieur over moet nadenken en onderzoeken.
In dit artikel wordt, door de toepassing van een ultrasone sensor in een robot, het gebruik van een sensor voor het vermijden van obstakels beter begrepen.
2、Sensorintroductie
A21, A22 en R01 zijn sensoren die zijn ontworpen op basis van automatische robotbesturingstoepassingen, met een reeks voordelen van een klein blind gebied, sterk meetaanpassingsvermogen, korte responstijd, filterfilterinterferentie, hoog aanpassingsvermogen van de installatie, stof- en waterdicht, lange levensduur en hoge betrouwbaarheid ,enz. Ze kunnen sensoren met verschillende parameters aanpassen aan verschillende robots.
A21, A22, R01 productafbeeldingen
Functie abstract:
•brede voedingsspanning, werkspanning 3,3 ~ 24V;
•blind gebied kan minimaal 2,5 cm bedragen;
•Het verste bereik kan worden ingesteld, een totaal bereik van 50 cm tot 500 cm kan worden ingesteld via instructies;
•Er zijn verschillende uitvoermodi beschikbaar: UART automatisch/gestuurd, PWM-gestuurd, schakelvolume TTL-niveau (3,3 V), RS485, IIC, enz. (UART-gestuurd en PWM-gestuurd energieverbruik kan een ultralaag energieverbruik in de slaap≤5uA ondersteunen);
•De standaard baudrate is 115.200, ondersteunt wijziging;
• Reactietijd op MS-niveau, gegevensuitvoertijd kan tot 13 ms het snelst zijn;
•Er kan worden gekozen voor enkele en dubbele hoek; in totaal worden vier hoekniveaus ondersteund voor verschillende toepassingsscenario's;
•Ingebouwde ruisonderdrukkingsfunctie die de 5-graden ruisonderdrukkingsniveau-instelling ondersteunt;
•Intelligente akoestische golfverwerkingstechnologie, ingebouwd intelligent algoritme om interferentie-geluidsgolven te filteren, kan de interferentie-geluidsgolven identificeren en automatisch filteren uitvoeren;
• Waterdicht structuurontwerp, waterdichte kwaliteit IP67;
• Sterk aanpassingsvermogen bij de installatie, installatiemethode is eenvoudig, stabiel en betrouwbaar;
•Ondersteuning voor externe firmware-upgrade;
3、Productparameters
(1)Basisparameters
(2)Detectiebereik
Ultrasone sensor voor het vermijden van obstakels heeft een versie met twee hoeken naar keuze. Wanneer het product verticaal wordt geïnstalleerd, is de detectiehoek van de horizontale linker- en rechterrichting groot, waardoor het dekkingsbereik van het vermijden van obstakels kan worden vergroot, terwijl tegelijkertijd een kleine detectiehoek in verticale richting wordt toegepast. tijd voorkomt het de verkeerde trigger veroorzaakt door een oneffen wegdek tijdens het rijden.
Diagram van het meetbereik
4、Technisch schema van de ultrasone sensor voor het vermijden van obstakels
(1) Diagram van de hardwarestructuur
(2) Werkstroom
a、De sensor wordt gevoed door de elektrische circuits.
b、De processor begint met zelfinspectie om ervoor te zorgen dat elk circuit normaal werkt.
c、De processor controleert zelf of er een ultrasoon interferentiesignaal met dezelfde frequentie in de omgeving is en filtert en verwerkt vervolgens de buitenaardse geluidsgolven op tijd. Wanneer de juiste afstandswaarde niet aan de gebruiker kan worden gegeven, geeft u de abnormale tekengegevens op om fouten te voorkomen en springt u vervolgens naar proces k.
d、De processor stuurt instructies naar het boost-excitatiepulscircuit om de excitatie-intensiteit te regelen op basis van hoek en bereik.
e、De ultrasone sonde T zendt na het werken akoestische signalen uit
f、De ultrasone sonde R ontvangt na het werken akoestische signalen
g. Het zwakke akoestische signaal wordt versterkt door het signaalversterkercircuit en teruggestuurd naar de processor.
h. Het versterkte signaal wordt na het vormen teruggestuurd naar de processor en het ingebouwde intelligente algoritme filtert de interferentie-geluidsgolftechnologie, die het ware doelwit effectief kan uitsluiten.
i、Temperatuurdetectiecircuit, detecteert de feedback van de externe omgevingstemperatuur naar de processor
j、De processor identificeert de terugkeertijd van de echo en compenseert de temperatuur in combinatie met de externe omgevingsomgeving, berekent de afstandswaarde (S = V *t/2).
k、De processor verzendt het berekende gegevenssignaal via de verbindingslijn naar de client en keert terug naar a.
(3) Interferentieproces
Echografie op het gebied van robotica zal te maken krijgen met een verscheidenheid aan interferentiebronnen, zoals voedingruis, vallen, pieken, transiënten, enz. Stralingsinterferentie van het interne besturingscircuit van de robot en de motor. Echografie werkt met lucht als medium. Wanneer een robot is uitgerust met meerdere ultrasone sensoren en meerdere robots tegelijkertijd naast elkaar werken, zullen er veel niet-native ultrasone signalen in dezelfde ruimte en tijd zijn en zal de onderlinge interferentie tussen robots zeer ernstig zijn.
Met het oog op deze interferentieproblemen kan de sensor, met een zeer flexibele aanpassingstechnologie, een instelling voor ruisonderdrukking op 5 niveaus ondersteunen, kan hetzelfde frequentie-interferentiefilter worden ingesteld, kan bereik en hoek worden ingesteld, met behulp van het echofilteralgoritme, een sterk anti-interferentievermogen.
Na het DYP-laboratorium via de volgende testmethode: gebruik 4 ultrasone obstakelvermijdingssensoren om de meting af te dekken, simuleer de werkomgeving met meerdere machines, registreer de gegevens, de gegevensnauwkeurigheid bereikte meer dan 98%.
Diagram van de anti-interferentietechnologietest
(4) Stralingshoek instelbaar
De stralingshoek van de softwareconfiguratiesensor heeft 4 niveaus: 40,45,55,65, om te voldoen aan de toepassingsvereisten van verschillende scenario's.
5、Technisch schema van de ultrasone sensor voor het vermijden van obstakels
Op het gebied van robotobstakelvermijdingstoepassingen is de sensor het oog van de robot. Of de robot flexibel en snel kan bewegen, hangt grotendeels af van de meetinformatie die door de sensor wordt geretourneerd. In hetzelfde type ultrasone obstakelvermijdingssensoren is het een betrouwbaar obstakelvermijdingsproduct met lage kosten en lage snelheid, producten worden rond de robot geïnstalleerd, communicatie met het robotcontrolecentrum, start verschillende bereiksensoren voor afstandsdetectie volgens de bewegingsrichting van de robot, bereik snelle respons en on-demand detectievereisten. Ondertussen heeft de ultrasone sensor een grote gezichtsveldhoek, waardoor de machine meer meetruimte krijgt om het vereiste detectiegebied direct ervoor te bestrijken.
6、Hoogtepunten van de toepassing van een ultrasone sensor in een robotobstakelvermijdingsschema
• Ultrasone obstakelvermijdingsradar FOV is vergelijkbaar met de dieptecamera en kost ongeveer 20% van de dieptecamera;
• Precisieresolutie op millimeterniveau over het volledige bereik, beter dan de dieptecamera;
• Testresultaten worden niet beïnvloed door de kleur en lichtintensiteit van de externe omgeving. De transparante materiële obstakels kunnen stabiel worden gedetecteerd, zoals glas, transparant plastic, enz.;
• Vrij van stof, slib, mist, zure en alkalische omgevingsinvloeden, hoge betrouwbaarheid, zorgbesparend, laag onderhoudspercentage;
• Klein formaat om te voldoen aan het externe en ingebedde ontwerp van de robot, kan worden toegepast op een verscheidenheid aan scenario's van servicerobots, om aan de uiteenlopende behoeften van klanten te voldoen en de kosten te verlagen.
Posttijd: 16 augustus 2022