1,Introduksjon
Ultralydavstander en berøringsfri deteksjonsteknikk som bruker ultralydbølger som sendes ut fra lydkilden, og ultralydbølgen reflekteres tilbake til lydkilden når hindringen oppdages, og avstanden til hindringen beregnes basert på forplantningshastigheten til hastigheten til lyd i luften. På grunn av sin gode ultralyddirektivitet, påvirkes den ikke av lyset og fargen på det målte objektet, så det er mye brukt til å unngå robothindringer. Sensoren kan registrere de statiske eller dynamiske hindringene på robotens gangrute, og rapportere avstands- og retningsinformasjonen til hindringene i sanntid. Roboten kan utføre neste handling korrekt i henhold til informasjonen.
Med den raske utviklingen av robotapplikasjonsteknologi har roboter innen forskjellige bruksområder dukket opp i markedet, og nye krav stilles til sensorer. Hvordan tilpasse seg bruken av roboter på forskjellige felt er et problem for hver sensoringeniør å tenke på og utforske.
I denne artikkelen, gjennom bruk av ultralydsensor i robot, for bedre å forstå bruken av hindringer unngå sensor.
2,Sensorintroduksjon
A21, A22 og R01 er sensorer designet basert på automatiske robotkontrollapplikasjoner, med en rekke fordeler med lite blindområde, sterk måletilpasningsevne, kort responstid, filterfiltreringsinterferens, høy installasjonstilpasningsevne, støv- og vanntett, lang levetid og høy pålitelighet osv. De kan tilpasse sensorer med ulike parametere i henhold til ulike roboter.
A21, A22, R01 produktbilder
Funksjonsabstrakt:
• bred spenningsforsyning, arbeidsspenning 3,3–24V;
•blindområdet kan være opptil 2,5 cm minimum;
•Den fjerneste rekkevidden kan stilles inn, en total rekkevidde på 5 nivåer på 50cm til 500cm kan stilles inn gjennom instruksjoner;
•En rekke utgangsmoduser er tilgjengelige, UART auto / kontrollert, PWM kontrollert, brytervolum TTL nivå (3,3V), RS485, IIC, etc. (UART-kontrollert og PWM-kontrollert strømforbruk kan støtte ultralavt strømforbruk i dvale≤5uA)；
•Standard overføringshastighet er 115 200, støtter modifikasjon;
• Responstid på MS-nivå, datautgang kan opptil 13 ms raskest;
•Enkelt og dobbel vinkel kan velges, totalt fire vinkelnivåer støttes for forskjellige applikasjonsscenarier;
• Innebygd støyreduksjonsfunksjon som kan støtte 5-grads støyreduksjonsnivåinnstillingen;
•Intelligent akustisk bølgebehandlingsteknologi, innebygd intelligent algoritme for å filtrere forstyrrende lydbølger, kan identifisere interferenslydbølgene og automatisk utføre filtrering;
• Vanntett strukturdesign, vanntett klasse IP67;
•Sterk installasjonstilpasning, installasjonsmetoden er enkel, stabil og pålitelig;
•Støtte ekstern fastvareoppgradering;
3,Produktparametere
(1) Grunnleggende parametere
(2) Deteksjonsområde
Ultralydsensor for unnvikelse av hindringer har en valgfri versjon med to vinkler, når produktet er installert vertikalt, er den horisontale deteksjonsvinkelen for venstre og høyre retning stor, og kan øke dekningsområdet for unnvikelse av hindringer, liten vinkel for registrering av vertikal retning, samtidig tid, unngår den feil utløser forårsaket av ujevn veibane under kjøring.
Diagram over måleområdet
4,Teknisk skjema for sensor for unngåelse av hindringer med ultralyd
(1) Diagram over maskinvarestrukturen
(2) Arbeidsflyt
a、Sensoren drives av de elektriske kretsene.
b、Prosessoren starter selvinspeksjon for å sikre at hver krets fungerer normalt.
c、Prosessoren sjekker selv for å identifisere om det er et ultralydsignal med samme frekvens interferens i miljøet, og filtrer og behandler de fremmede lydbølgene i tide. Når riktig avstandsverdi ikke kan gis til brukeren, gi de unormale skiltdataene for å forhindre feil, og hopp deretter til prosessen k.
d、Prosessoren sender instruksjoner til boost-eksitasjonspulskretsen for å kontrollere eksitasjonsintensiteten i henhold til vinkel og rekkevidde.
e、Ultralydsonden T sender akustiske signaler etter arbeid
f、Ultralydsonden R mottar akustiske signaler etter arbeid
g、Det svake akustiske signalet forsterkes av signalforsterkerkretsen og returneres til prosessoren.
h、Det forsterkede signalet returneres til prosessoren etter forming, og den innebygde intelligente algoritmen filtrerer interferenslydbølgeteknologien, som effektivt kan skjerme ut det sanne målet.
i、Temperaturdeteksjonskrets, registrer eksternt miljøtemperaturtilbakemelding til prosessoren
j、Prosessoren identifiserer returtiden til ekkoet og kompenserer temperaturen kombinert med det eksterne omgivelsesmiljøet, beregner avstandsverdien (S = V *t/2).
k、Prosessoren sender det beregnede datasignalet til klienten gjennom tilkoblingslinjen og går tilbake til a.
(3) Interferensprosess
Ultralyd innen robotikk vil møte en rekke interferenskilder, som strømforsyningsstøy, fall, overspenning, transient, etc. Strålingsinterferens fra robotens interne kontrollkrets og motor. Ultralyd fungerer med luft som medium. Når en robot er utstyrt med flere ultralydsensorer og flere roboter jobber ved siden av samtidig, vil det være mange ikke-native ultralydsignaler i samme rom og tid, og den gjensidige interferensen mellom roboter vil være svært alvorlig.
I lys av disse interferensproblemene, kan sensoren innebygd en svært fleksibel tilpasningsteknologi støtte 5-nivås støyreduksjonsnivåinnstilling, samme frekvensinterferensfilter kan stilles inn, rekkevidde og vinkel kan stilles inn ved hjelp av ekkofilteralgoritmen, har en sterk anti-interferens evne.
Etter DYP-laboratoriet gjennom følgende testmetode: bruk 4 ultralydsensorer for å unngå hindringer for å sikre målingen, simuler arbeidsmiljøet med flere maskiner, registrer dataene, datanøyaktigheten nådde mer enn 98%.
Diagram over anti-interferensteknologitesten
(4) Strålevinkel justerbar
Programvarekonfigurasjonens sensorstrålevinkel har 4 nivåer: 40,45,55,65, for å møte applikasjonskravene til forskjellige scenarier.
5,Teknisk skjema for sensor for unngåelse av hindringer med ultralyd
Når det gjelder bruk av robothindringer, er sensoren robotens øye. Hvorvidt roboten kan bevege seg fleksibelt og raskt avhenger i stor grad av måleinformasjonen som returneres av sensoren. I samme type ultralydssensorer for unnvikelse av hindringer, er det et pålitelig produkt for unnvikelse av hindringer med lav pris og lav hastighet, produkter er installert rundt roboten, kommunikasjon med robotens kontrollsenter, start forskjellige avstandssensorer for avstandsdeteksjon i henhold til bevegelsesretningen av roboten, oppnå rask respons og deteksjonskrav på forespørsel. I mellomtiden har ultralydsensoren en stor FOV-feltvinkel for å hjelpe maskinen med å få mer måleplass for å dekke det nødvendige deteksjonsområdet rett foran den.
6,Høydepunkter ved bruken av ultralydsensor i robothindreunngåelsesskjema
• Ultralyd-radar for unngåelse av hindringer ligner på dybdekameraet, koster omtrent 20 % av dybdekameraet;
• Full-range millimeter-nivå presisjonsoppløsning, bedre enn dybdekameraet;
• Testresultater påvirkes ikke av det ytre miljøets farge og lysintensitet, de gjennomsiktige materialets hindringer kan bli detektert stabilt, slik som glass, gjennomsiktig plast, etc.;
• Fri for støv, slam, tåke, syre- og alkalimiljøinterferens, høy pålitelighet, bekymringsbesparende, lav vedlikeholdshastighet;
• Liten størrelse for å møte robotens eksterne og innebygde design, kan brukes på en rekke scenarier for tjenesteroboter, for å møte de ulike behovene til kunder, redusere kostnadene.
Innleggstid: 16. august 2022