1,Úvod
Ultrazvukový rozsahje bezkontaktná detekčná technika, ktorá využíva ultrazvukové vlny vyžarované zo zdroja zvuku a keď je prekážka detekovaná, ultrazvuková vlna sa odráža späť k zdroju zvuku a vzdialenosť prekážky sa vypočítava na základe rýchlosti šírenia rýchlosti zvuk vo vzduchu. Vďaka svojej dobrej smerovosti ultrazvuku nie je ovplyvnený svetlom a farbou meraného objektu, takže je široko používaný pri vyhýbaní sa prekážkam robotov. Senzor dokáže snímať statické alebo dynamické prekážky na trase chôdze robota a hlásiť informácie o vzdialenosti a smere prekážok v reálnom čase. Robot môže správne vykonať ďalšiu akciu podľa informácií.
S rýchlym vývojom technológie aplikácie robotov sa na trhu objavili roboty v rôznych oblastiach použitia a na senzory sa kladú nové požiadavky. Ako sa adaptovať na aplikáciu robotov v rôznych oblastiach je problém pre každého senzorového inžiniera na premýšľanie a skúmanie.
V tomto článku pomocou aplikácie ultrazvukového snímača v robote lepšie porozumieme použitiu snímača vyhýbania sa prekážkam.
2,Úvod do snímača
A21, A22 a R01 sú senzory navrhnuté na základe aplikácií automatického riadenia robotov, s radom výhod malej slepej oblasti, silnej prispôsobivosti merania, krátkej doby odozvy, filtračného rušenia filtra, vysokej prispôsobivosti inštalácie, prachotesnosti a vodotesnosti, dlhej životnosti a vysokej spoľahlivosti atď. Dokážu prispôsobiť senzory s rôznymi parametrami podľa rôznych robotov.
Obrázky produktov A21, A22, R01
Abstrakt funkcie:
•široký zdroj napätia, pracovné napätie 3,3～24V；
•Slepá plocha môže byť až 2,5 cm minimálne；
•Je možné nastaviť najvzdialenejší rozsah, celkový 5-úrovňový rozsah od 50 cm do 500 cm je možné nastaviť pomocou pokynov；
• K dispozícii sú rôzne výstupné režimy, UART automaticky / riadené, PWM riadené, prepínacia úroveň hlasitosti TTL (3,3 V), RS485, IIC atď. (Spotreba energie riadená UART a PWM môže podporovať ultra nízku spotrebu energie pri spánku ≤ 5uA)；
•Predvolená prenosová rýchlosť je 115 200, podporuje modifikáciu；
• Čas odozvy na úrovni Ms, čas výstupu dát môže byť až 13 ms najrýchlejší；
•Je možné zvoliť jeden a dvojitý uhol, celkovo sú podporované štyri úrovne uhla pre rôzne scenáre použitia；
•Vstavaná funkcia redukcie hluku, ktorá podporuje 5-stupňové nastavenie úrovne redukcie hluku；
•Inteligentná technológia spracovania akustických vĺn, vstavaný inteligentný algoritmus na filtrovanie interferenčných zvukových vĺn, dokáže identifikovať interferenčné zvukové vlny a automaticky vykonávať filtrovanie；
• Vodotesný dizajn konštrukcie, vodotesný stupeň IP67；
•Silná prispôsobivosť inštalácie, spôsob inštalácie je jednoduchý, stabilný a spoľahlivý；
•Podpora vzdialenej aktualizácie firmvéru；
3,Parametre produktu
(1) Základné parametre
(2) Rozsah detekcie
Ultrazvukový snímač vyhýbania sa prekážkam má na výber dvojuhlovú verziu, keď je produkt inštalovaný vertikálne, uhol detekcie horizontálneho ľavého a pravého smeru je veľký, môže zvýšiť rozsah pokrytia vyhýbania sa prekážkam, malý uhol detekcie vertikálneho smeru súčasne čas, vyhne sa nesprávnej spúšti spôsobenej nerovným povrchom vozovky počas jazdy.
Schéma meracieho rozsahu
4,Technická schéma ultrazvukového snímača vyhýbania sa prekážkam
(1) Schéma hardvérovej štruktúry
(2) Pracovný postup
a、Snímač je napájaný elektrickými obvodmi.
b、Procesor spustí samokontrolu, aby sa uistil, že každý okruh funguje normálne.
c、Procesor sám skontroluje, či sa v prostredí nenachádza ultrazvukový interferenčný signál rovnakej frekvencie, a potom včas odfiltruje a spracuje cudzie zvukové vlny. Ak nie je možné používateľovi poskytnúť správnu hodnotu vzdialenosti, zadajte údaje o abnormálnom znamienku, aby ste predišli chybám, a potom prejdite na proces k.
d、Procesor posiela inštrukcie do obvodu impulzov zosilnenia budenia na riadenie intenzity budenia podľa uhla a rozsahu.
e、Ultrazvuková sonda T po práci vysiela akustické signály
f、Ultrazvuková sonda R po práci prijíma akustické signály
g、Slabý akustický signál je zosilnený obvodom zosilňovača signálu a vrátený do procesora.
h、Zosilnený signál sa po tvarovaní vráti do procesora a vstavaný inteligentný algoritmus filtruje technológiu interferenčných zvukových vĺn, ktorá dokáže efektívne odlíšiť skutočný cieľ.
i、Obvod detekcie teploty, zisťuje spätnú väzbu teploty vonkajšieho prostredia do procesora
j、Procesor identifikuje čas návratu ozveny a kompenzuje teplotu kombinovanú s vonkajším okolitým prostredím, vypočíta hodnotu vzdialenosti (S = V *t/2).
k、Procesor odošle vypočítaný dátový signál klientovi cez spojovaciu linku a vráti sa do a.
(3) Proces rušenia
Ultrazvuk v oblasti robotiky bude čeliť rôznym zdrojom rušenia, ako je šum napájacieho zdroja, pokles, prepätie, prechodné javy atď. Radiačné rušenie vnútorného riadiaceho obvodu robota a motora. Ultrazvuk pracuje so vzduchom ako médiom. Keď je robot vybavený viacerými ultrazvukovými senzormi a súčasne pracuje viacero robotov vedľa seba, v rovnakom priestore a čase bude existovať veľa neprirodzených ultrazvukových signálov a vzájomné rušenie medzi robotmi bude veľmi vážne.
Vzhľadom na tieto problémy s rušením má snímač zabudovanú veľmi flexibilnú adaptačnú technológiu, môže podporovať nastavenie úrovne redukcie šumu v 5 úrovniach, je možné nastaviť rovnaký frekvenčný interferenčný filter, je možné nastaviť rozsah a uhol pomocou algoritmu filtra ozveny. silná schopnosť proti rušeniu.
Po laboratóriu DYP pomocou nasledujúcej testovacej metódy: použite 4 ultrazvukové snímače vyhýbania sa prekážkam na zaistenie merania, simulujte pracovné prostredie viacerých strojov, zaznamenávajte údaje, presnosť údajov dosiahla viac ako 98%.
Schéma testu technológie proti rušeniu
(4) Nastaviteľný uhol lúča
Uhol vyžarovania snímača softvérovej konfigurácie má 4 úrovne: 40,45,55,65, aby vyhovoval aplikačným požiadavkám rôznych scenárov.
5,Technická schéma ultrazvukového snímača vyhýbania sa prekážkam
V oblasti aplikácie vyhýbania sa prekážkam robota je senzor okom robota. Či sa robot môže pohybovať flexibilne a rýchlo, závisí vo veľkej miere od informácií o meraní vrátených senzorom. V rovnakom type ultrazvukových snímačov vyhýbania sa prekážkam ide o spoľahlivé produkty na vyhýbanie sa prekážkam s nízkymi nákladmi a nízkou rýchlosťou, produkty sú inštalované okolo robota, komunikácia s riadiacim centrom robota, spúšťanie rôznych snímačov vzdialenosti na detekciu vzdialenosti podľa smeru pohybu robota, dosiahnuť rýchlu odozvu a požiadavky na detekciu na požiadanie. Medzitým má ultrazvukový senzor veľký uhol poľa FOV, ktorý pomáha stroju získať viac meracieho priestoru na pokrytie požadovanej detekčnej oblasti priamo pred ním.
6,Najdôležitejšie informácie o aplikácii ultrazvukového senzora v schéme vyhýbania sa prekážkam robota
• Ultrazvukový radar na vyhýbanie sa prekážkam FOV je podobný hĺbkovej kamere, stojí asi 20 % hĺbkovej kamery;
• Celorozsahové rozlíšenie na milimetrovej úrovni, lepšie ako hĺbková kamera；
• Výsledky testu nie sú ovplyvnené farbou vonkajšieho prostredia a intenzitou svetla, možno stabilne detekovať prekážky z priehľadného materiálu, ako je sklo, priehľadný plast atď.；
• Bez prachu, kalu, hmly, kyslého a zásaditého prostredia, vysoká spoľahlivosť, šetrí starosti, nízka miera údržby;
• Malá veľkosť, aby vyhovovala externému a vstavanému dizajnu robota, môže byť aplikovaná na rôzne scenáre servisných robotov, aby sa splnili rôznorodé potreby zákazníkov, znížili sa náklady.
Čas odoslania: 16. augusta 2022