1 、Въведение
Ултразвуков диапазоне техника за откриване без контакт, която използва ултразвукови вълни, излъчвани от източника на звук, и ултразвуковата вълна се отразява обратно към източника на звук, когато се открие препятствието и разстоянието на препятствието се изчислява въз основа на скоростта на разпространение на скоростта на звука във въздуха. Поради добрата си ултразвукова насоченост, тя не се влияе от светлината и цвета на измерения обект, така че се използва широко при избягване на препятствия на робота. Сензорът може да усети статичните или динамичните препятствия по пътя на ходенето на робота и да отчете информацията за разстоянието и посоката на препятствията в реално време. Роботът може правилно да извърши следващото действие според информацията.
С бързото развитие на технологията за прилагане на роботи се появяват роботи в различни области на приложението, а за сензорите се предлагат нови изисквания. Как да се адаптирате към прилагането на роботи в различни полета е проблем, който всеки сензорен инженер трябва да мисли и изследва.
В този документ чрез прилагането на ултразвуков сензор в робота, за да се разбере по -добре използването на сензор за избягване на препятствия.
2 、Въведение на сензора
A21, A22 и R01 са сензори, проектирани на базата на автоматични приложения за управление на робота, с поредица от предимства на малка сляпа зона, силна адаптивност на измерването, кратко време за реакция, филтриране на филтриране на филтриране, висока адаптивност на инсталацията, прахообразна и водоустойчива, дълъг живот и висока надеждност и т.н.. Те могат да адаптират сензорите с различни параметри според различни роботи.
A21, A22, R01 Снимки на продукта
Функция Резюме:
• Широко захранване на напрежение ， работно напрежение3.3 ～ 24V ；
• Сляпата площ може да до 2,5 см минимум ；
• Най-отдалеченият диапазон може да бъде зададен, общ диапазон на 5 нива от 50 см до 500 см може да бъде зададен чрез инструкции ；
• Налични са различни режими на изход, UART Auto / Controlled, PWM контролиран, Switch Volume TTL ниво (3.3V), RS485, IIC и т.н. (UART контролирана и PWM контролирана консумация на енергия може да поддържа ултра ниска консумация на мощност на съня '5UA) ；
• Степента на предаване по подразбиране е 115 200, поддържа модификация ；
• Време за реакция на ниво MS, времето за извеждане на данни може да до 13 мс най-бързо ；
• Могат да бъдат избрани единичен и двоен ъгъл, се поддържат общо четири нива на ъгъл за различни сценарии на приложение ；
• Вградена функция за намаляване на шума, която може да поддържа настройката на нивото на намаляване на шума от 5 клас ；
• Интелигентна технология за обработка на акустична вълна, вграден интелигентен алгоритъм за филтриране на звукови вълни, може да идентифицира звуковите вълни на смущения и автоматично да изпълнява филтриране ；
• Дизайн на водоустойчива конструкция, водоустойчив клас IP67 ；
• Силна адаптивност на инсталацията, методът на инсталиране е прост, стабилен и надежден ；
• Поддръжка на дистанционно надграждане на фърмуера ；
3 、Параметри на продукта
(1) Основни параметри
(2) Диапазон на откриване
Ултразвуковият сензор за избягване на препятствия има двуъгълна версия на избора, когато продуктът е инсталиран вертикално, хоризонталният ъгъл и ъгълът на откриване на посока е голям, може да увеличи обхвата на покритие на избягване на препятствия, малък ъгъл на откриване на вертикална посока, в същото време, той избягва грешния спусък, причинен от неравномерната повърхност на пътя.
Диаграма на обхвата на измерване
4 、Ултразвукова техническа схема за избягване на препятствия
(1) Диаграма на хардуерната структура
(2) Работен процес
A 、 Сензорът се захранва от електрическите вериги.
B 、 Процесорът започва самоспекция, за да гарантира, че всяка верига работи нормално.
C 、 Проверете процесора, за да се идентифицира дали в околната среда има ултразвуков сигнал за еднопосочни смущения, а след това да филтрирате и обработвате извънземните звукови вълни навреме. Когато не може да се даде правилната стойност на разстоянието на потребителя, дайте ненормални данни за знака за предотвратяване на грешки и след това скочете към процеса k.
D 、 Процесорът изпраща инструкции към импулсната верига за усилване на възбуждането, за да контролира интензивността на възбуждане според ъгъла и обхвата.
E 、 Ултразвуковата сонда T предава акустични сигнали след работа
f 、 Ултразвуковата сонда R получава акустични сигнали след работа
G 、 Слабият акустичен сигнал се усилва от веригата на усилвателя на сигнала и се връща в процесора.
H 、 Амплифицираният сигнал се връща в процесора след оформяне, а вграденият интелигентен алгоритъм филтрира технологията на звуковата вълна на интерференцията, която може ефективно да екранира истинската цел.
I 、 верига за откриване на температура, откриване на обратна връзка с температурата на външната среда към процесора
J 、 Процесорът идентифицира времето за връщане на ехото и компенсира температурата, комбинирана с външната околна среда, изчислява стойността на разстоянието (s = v *t/2).
k 、 Процесорът предава изчисления сигнал за данни на клиента чрез реда за свързване и се връща към a.
(3) Процес на смущения
Ултразвукът в областта на роботиката ще се сблъска с различни източници на смущения, като шум за захранване, капка, скок, преходни и др. Радиационна интерференция на вътрешната контролна верига на робота и двигателя. Ултразвукът работи с въздух като средата. Когато роботът е снабден с множество ултразвукови сензори и множество роботи работят в съседство едновременно, ще има много неместни ултразвукови сигнали в едно и също пространство и време, а взаимната намеса между роботите ще бъде много сериозна.
С оглед на тези проблеми с смущения, вграденият сензор в много гъвкава технология за адаптиране може да поддържа настройка на нивото на намаляване на нивото на шума, може да се зададе същата честотна интерференция филтър, обхватът и ъгълът, използвайки алгоритъма на ехо филтъра, има силна антиинтерференция.
След DYP лабораторията чрез следния метод на изпитване: Използвайте 4 ултразвукови сензора за избягване на препятствия, за да хеджирате измерването, да симулирате работната среда на много машини, запишете данните, скоростта на точност на данните достига повече от 98%.
Диаграма на теста за борба с интерференцията
(4) Регулируем ъгъл на лъча
Ъгълът на сензора за конфигурация на софтуера има 4 нива: 40,45,55,65, за да отговори на изискванията за приложение на различни сценарии.
5 、Ултразвукова техническа схема за избягване на препятствия
В областта на приложението за избягване на препятствия на робота сензорът е окото на робота, независимо дали роботът може да се движи гъвкаво и бързо зависи до голяма степен от информацията за измерване, върната от сензора. При същия тип ултразвукови сензори за избягване на препятствия това са надеждни продукти за избягване на препятствия с ниска цена и ниска скорост, продуктите се инсталират около робота, комуникация с Центъра за контрол на робота, стартирайте различни сензори за откриване на разстояние според посоката на движение на робота, постигнете бързо реагиране и изискванията за откриване на поискване. Междувременно, ултразвуковият сензор има голям ъгъл на полето на FOV, за да помогне на машината да получи повече пространство за измерване, за да покрие необходимата зона за откриване директно пред нея.
6 、Акценти на прилагането на ултразвуков сензор в схемата за избягване на препятствия на робота
• Радарният FOV за избягване на препятствия е подобен на камерата на дълбочината, струва около 20% от камерата на дълбочината;
• Прецизна разделителна способност на милиметрово ниво, по-добра от камерата на дълбочината ；
• Резултатите от тестовете не се влияят от цвета на външната среда и интензивността на светлината, прозрачните материали могат да бъдат стабилно открити, като стъкло, прозрачна пластмаса и т.н.
• без прах, утайка, мъгла, киселина и алкална среда на околната среда, висока надеждност, спестяване на притеснения, ниска степен на поддръжка;
• Малкият размер за посрещане на външния и вграден дизайн на робота, може да се приложи към различни сценарии от сервизни роботи, за да се отговори на разнообразните нужди на клиентите, да намалят разходите.
Време за публикация: август-16-2022