1,Introducere
Gama cu ultrasuneteeste o tehnică de detectare fără contact care utilizează unde ultrasonice emise de sursa de sunet, iar unda ultrasonică se reflectă înapoi la sursa de sunet atunci când obstacolul este detectat, iar distanța obstacolului este calculată pe baza vitezei de propagare a vitezei de sunet în aer. Datorită bunei sale direcții ultrasonice, nu este afectată de lumină și culoarea obiectului măsurat, deci este utilizat pe scară largă în evitarea obstacolelor robotizate. Senzorul poate detecta obstacolele statice sau dinamice de pe traseul de mers al robotului și poate raporta informațiile despre distanță și direcția obstacolelor în timp real. Robotul poate efectua corect următoarea acțiune conform informațiilor.
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de aplicare a roboților, roboții din diferite domenii de aplicare au apărut pe piață și sunt prezentate noi cerințe pentru senzori. Modul de adaptare la aplicarea roboților în diferite domenii este o problemă la care fiecare inginer de senzori trebuie să se gândească și să o exploreze.
În această lucrare, prin aplicarea senzorului cu ultrasunete în robot, pentru a înțelege mai bine utilizarea senzorului de evitare a obstacolelor.
2,Introducere senzor
A21, A22 și R01 sunt senzori proiectați pe baza aplicațiilor de control automat al roboților, cu o serie de avantaje de suprafață oarbă mică, adaptabilitate puternică la măsurare, timp scurt de răspuns, interferență de filtrare a filtrului, adaptabilitate ridicată la instalare, rezistentă la praf și la apă, durată lungă de viață și fiabilitate ridicată ,etc. Ei pot adapta senzori cu parametri diferiți în funcție de diferiți roboți.
Poze produse A21, A22, R01
Rezumat al funcției:
• alimentare cu tensiune largă, tensiune de lucru 3,3 ~ 24 V;
• zona oarbă poate ajunge la minimum 2,5 cm;
• Cel mai îndepărtat interval poate fi setat, un interval total de 5 niveluri de la 50 cm la 500 cm poate fi setat prin instrucțiuni;
• Sunt disponibile o varietate de moduri de ieșire, UART automat / controlat, PWM controlat, comutați volumul nivel TTL (3.3V), RS485, IIC, etc. (Consumul de energie controlat UART și controlat PWM poate suporta un consum de energie în stare de somn ultra-scăzut ≤5uA)；
• Rata de transmisie implicită este 115.200, acceptă modificare;
• Timp de răspuns la nivel Ms, timpul de ieșire a datelor poate ajunge la 13 ms cel mai rapid;
• Pot fi selectate unghiuri unice și duble, un total de patru niveluri de unghi sunt acceptate pentru diferite scenarii de aplicare;
• Funcție de reducere a zgomotului încorporată, care poate suporta setarea nivelului de reducere a zgomotului de 5 grade；
• Tehnologie inteligentă de procesare a undelor acustice, algoritm inteligent încorporat pentru filtrarea undelor sonore de interferență, poate identifica undele sonore de interferență și poate efectua automat filtrarea;
• Design de structură rezistent la apă, grad de impermeabilitate IP67;
• Adaptabilitate puternică la instalare, metoda de instalare este simplă, stabilă și fiabilă;
• Suportă upgrade de firmware de la distanță;
3,Parametrii produsului
(1) Parametrii de bază
(2)Raza de detectare
Senzorul ultrasonic de evitare a obstacolelor are o versiune cu două unghiuri la alegere. Când produsul este instalat vertical, unghiul orizontal de detectare a direcției stânga și dreapta este mare, poate crește domeniul de acoperire a evitării obstacolelor, unghi mic de detectare a direcției verticale, în același timp timp, evită declanșarea greșită cauzată de suprafața neuniformă a drumului în timpul conducerii.
Diagrama domeniului de măsurare
4,Schema tehnică a senzorului de evitare a obstacolelor cu ultrasunete
(1) Diagrama structurii hardware
(2) Fluxul de lucru
a、Senzorul este alimentat de circuitele electrice.
b、Procesorul începe auto-inspecția pentru a se asigura că fiecare circuit funcționează normal.
c、Procesorul se autoverifică pentru a identifica dacă există un semnal de interferență cu ultrasunete de aceeași frecvență în mediu, apoi filtrează și procesează undele sonore extraterestre la timp. Când valoarea corectă a distanței nu poate fi dată utilizatorului, dați datele semnului anormal pentru a preveni erorile și apoi treceți la procesul k.
d、Procesorul trimite instrucțiuni circuitului impulsului de excitație pentru a controla intensitatea excitației în funcție de unghi și interval.
e、Sonda cu ultrasunete T transmite semnale acustice după lucru
f、Sonda cu ultrasunete R primește semnale acustice după lucru
g、Semnalul acustic slab este amplificat de circuitul amplificator de semnal și returnat procesorului.
h、Semnalul amplificat este returnat procesorului după modelare, iar algoritmul inteligent încorporat filtrează tehnologia undelor sonore de interferență, care poate elimina în mod eficient ținta adevărată.
i、Circuit de detectare a temperaturii, detectează feedback-ul temperaturii mediului extern către procesor
j、Procesorul identifică timpul de întoarcere al ecoului și compensează temperatura combinată cu mediul extern, calculează valoarea distanței (S = V *t/2).
k、Procesorul transmite semnalul de date calculat către client prin linia de conectare și revine la a.
(3) Proces de interferență
Ultrasunetele în domeniul roboticii se vor confrunta cu o varietate de surse de interferență, cum ar fi zgomotul sursei de alimentare, căderea, supratensiunea, tranzitorii etc. Interferența de radiații a circuitului de control intern al robotului și a motorului. Ultrasunetele funcționează cu aerul ca mediu. Când un robot este echipat cu mai mulți senzori ultrasonici și mai mulți roboți lucrează adiacenți în același timp, vor exista multe semnale ultrasonice non-native în același spațiu și timp, iar interferența reciprocă între roboți va fi foarte serioasă.
Având în vedere aceste probleme de interferență, senzorul încorporat într-o tehnologie de adaptare foarte flexibilă, poate suporta setarea nivelului de reducere a zgomotului pe 5 niveluri, același filtru de interferență de frecvență poate fi setat, intervalul și unghiul pot fi setate, folosind algoritmul filtrului ecou, are o puternică capacitate anti-interferență.
După laboratorul DYP prin următoarea metodă de testare: utilizați 4 senzori ultrasonici de evitare a obstacolelor pentru a acoperi măsurarea, simulați mediul de lucru cu mai multe mașini, înregistrați datele, rata de precizie a datelor a atins mai mult de 98%.
Diagrama testului tehnologiei anti-interferențe
(4) Unghiul fasciculului este reglabil
Unghiul fasciculului senzorului de configurare software are 4 nivele: 40,45,55,65, pentru a îndeplini cerințele de aplicare ale diferitelor scenarii.
5,Schema tehnică a senzorului de evitare a obstacolelor cu ultrasunete
În domeniul aplicării robotului pentru evitarea obstacolelor, senzorul este ochiul robotului, dacă robotul se poate mișca flexibil și rapid depinde în mare măsură de informațiile de măsurare returnate de senzor. În același tip de senzori ultrasonici pentru evitarea obstacolelor, este un produs fiabil pentru evitarea obstacolelor, cu costuri reduse și viteză redusă, produsele sunt instalate în jurul robotului, comunicarea cu centrul de control al robotului, pornește senzori de distanță diferiți pentru detectarea distanței în funcție de direcția mișcării. a robotului, obțineți cerințele de răspuns rapid și de detectare la cerere. Între timp, senzorul cu ultrasunete are un unghi de câmp FOV mare pentru a ajuta mașina să obțină mai mult spațiu de măsurare pentru a acoperi zona de detectare necesară direct în fața sa.
6,Repere ale aplicării senzorului cu ultrasunete în schema de evitare a obstacolelor robotizate
• FOV radar cu ultrasunete pentru evitarea obstacolelor este similar cu camera de adâncime, costă aproximativ 20% din camera de adâncime;
• Rezoluție de precizie la nivel de milimetri cu gamă completă, mai bună decât camera de adâncime；
• Rezultatele testelor nu sunt afectate de culoarea mediului extern și de intensitatea luminii, obstacolele din material transparent pot fi detectate stabil, cum ar fi sticla, plasticul transparent etc.；
• Fără praf, nămol, ceață, interferențe cu mediul acid și alcalin, fiabilitate ridicată, economisire de griji, rată scăzută de întreținere;
• Dimensiune mică pentru a satisface designul robotului extern și încorporat, poate fi aplicat la o varietate de scenarii de roboți de serviciu, pentru a satisface nevoile diverse ale clienților, pentru a reduce costurile.
Ora postării: 16-aug-2022