1 、Introdução
Variação ultrassônicaé uma técnica de detecção sem contato que usa ondas ultrassônicas emitidas da fonte de som, e a onda ultrassônica reflete de volta à fonte de som quando o obstáculo é detectado e a distância do obstáculo é calculada com base na velocidade de propagação da velocidade do som no ar. Devido à sua boa diretividade ultrassônica, não é afetada pela luz e pela cor do objeto medido, por isso é amplamente utilizado na prevenção de obstáculos do robô. O sensor pode sentir os obstáculos estáticos ou dinâmicos na rota a pé do robô e relatar as informações de distância e direção dos obstáculos em tempo real. O robô pode executar corretamente a próxima ação de acordo com as informações.
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de aplicativos de robôs, robôs em diferentes campos de aplicativos apareceram no mercado e novos requisitos são apresentados para sensores. Como se adaptar à aplicação de robôs em diferentes campos é um problema para todo engenheiro de sensores pensar e explorar.
Neste artigo, através da aplicação do sensor ultrassônico no robô, para entender melhor o uso do sensor de prevenção de obstáculos.
2 、Introdução ao sensor
A21, A22 e R01 são sensores projetados com base em aplicações automáticas de controle de robôs, com uma série de vantagens de área pequena, adaptabilidade de medição forte, tempo de resposta curto, interferência de filtragem de filtragem, alta adaptabilidade de instalação, à prova de poeira e à prova d'água, vida longa e alta confiabilidade, etc. Eles podem adaptar sensores com diferentes parâmetros de acordo com diferentes robôs.
Fotos de produtos A21, A22, R01
Função Resumo:
• Fornecimento de tensão ampla, tensão de trabalho3.3 ～ 24V ；
• A área cega pode até 2,5 cm mínimo ；
• A faixa mais distante pode ser definida, uma faixa total de 5 níveis de 50 cm a 500 cm pode ser definida através de instruções ；
• Uma variedade de modos de saída está disponível, Uart Auto / Controlled, PWM controlado, volume TTL de volume TTL (3.3V), RS485, IIC, etc. (O consumo de energia controlado por UART e PWM pode suportar consumo de energia do sono ultra-baixo) ； ；
• A taxa de transmissão padrão é de 115.200, suporta modificação ；
• Tempo de resposta no nível do MS, o tempo de saída de dados pode até 13ms mais rápido ；
• ângulo único e duplo pode ser selecionado, um total de quatro níveis de ângulo são suportados para diferentes cenários de aplicação ；
• Função de redução de ruído embutida que pode suportar a configuração do nível de redução de ruído de 5 graus ；
• Tecnologia inteligente de processamento de ondas acústicas, algoritmo inteligente embutido para filtrar ondas sonoras de interferência, pode identificar as ondas sonoras de interferência e executar automaticamente a filtragem ；
• Projeto de estrutura à prova d'água, grau impermeável IP67 ；
• A adaptabilidade de instalação forte, o método de instalação é simples, estável e confiável ；
• Suporte a atualização de firmware remoto ；
3 、Parâmetros do produto
(1) Parâmetros básicos
(2) faixa de detecção
O sensor de prevenção de obstáculos ultrassônicos possui uma versão de dois ângulo da escolha, quando o produto é instalado verticalmente, o ângulo de detecção da direção esquerda e direita horizontal é grande, pode aumentar a faixa de cobertura de evitação de obstáculos, pequeno ângulo de detecção de direção vertical, ao mesmo tempo, evita o gatilho errado causado pela superfície irregular da estrada durante a condução.
Diagrama da faixa de medição
4 、Esquema técnico do sensor de prevenção de obstáculos ultrassônicos
(1) Diagrama da estrutura de hardware
(2) fluxo de trabalho
a 、 O sensor é alimentado pelos circuitos elétricos.
B 、 O processador inicia a auto-inspeção para garantir que cada circuito funcione normalmente.
C 、 O processador se auto-verifica para identificar se existe um sinal de interferência ultrassônico da mesma frequência no ambiente e, em seguida, filtrar e processar as ondas sonoras alienígenas no tempo. Quando o valor da distância correto não puder ser fornecido ao usuário, forneça os dados anormais do sinal para evitar erros e, em seguida, pule para o processo k.
D 、 O processador envia instruções para o circuito de pulso de excitação de reforço para controlar a intensidade da excitação de acordo com o ângulo e o alcance.
e 、 a sonda ultrassônica transmite sinais acústicos depois de trabalhar
f 、 A sonda ultrassônica R recebe sinais acústicos depois de trabalhar
g 、 O sinal acústico fraco é amplificado pelo circuito do amplificador de sinal e retornado ao processador.
h 、 O sinal amplificado é retornado ao processador após a modelagem, e o algoritmo inteligente interno filtra a tecnologia de onda de som de interferência, que pode efetivamente exibir o verdadeiro destino.
I 、 Circuito de detecção de temperatura, detecte o feedback de temperatura do ambiente externo para o processador
J 、 O processador identifica o tempo de retorno do eco e compensa a temperatura combinada com o ambiente ambiente externo, calcula o valor da distância (s = v *t/2).
K 、 O processador transmite o sinal de dados calculado para o cliente através da linha de conexão e retorna a a.
(3) Processo de interferência
O ultrassom no campo da robótica enfrentará uma variedade de fontes de interferência, como ruído da fonte de alimentação, gota, pula, transitório, etc. Interferência de radiação do circuito de controle interno do robô e do motor. O ultrassom funciona com o ar como o meio. Quando um robô é equipado com vários sensores ultrassônicos e vários robôs funcionam adjacentes ao mesmo tempo, haverá muitos sinais ultrassônicos não nativos no mesmo espaço e tempo, e a interferência mútua entre os robôs será muito grave.
Em vista desses problemas de interferência, o sensor incorporado uma tecnologia de adaptação muito flexível, pode suportar a configuração do nível de redução de ruído de 5 níveis, o mesmo filtro de interferência de frequência pode ser definido, o alcance e o ângulo podem ser definidos, usando o algoritmo de filtro de eco, possui uma forte capacidade anti-interferência.
Após o laboratório do DYP através do seguinte método de teste: use 4 sensores de evitação de obstáculos ultrassônicos para proteger a medição, simular o ambiente de trabalho de várias máquinas, registrar os dados, a taxa de precisão dos dados atingiu mais de 98%.
Diagrama do teste de tecnologia anti-interferência
(4) ângulo de feixe ajustável
O ângulo do feixe do sensor de configuração de software possui 4 níveis: 40,45,55,65, para atender aos requisitos de inscrição de diferentes cenários.
5 、Esquema técnico do sensor de prevenção de obstáculos ultrassônicos
No campo da aplicação de prevenção de obstáculos ao robô, o sensor é o olho do robô, se o robô pode se mover de maneira flexível e rápida depende em grande parte das informações de medição retornadas pelo sensor. No mesmo tipo de sensores ultrassônicos de prevenção de obstáculos, é um produto confiável para evitar obstáculos com baixo custo e baixa velocidade, os produtos são instalados em torno do robô, comunicação com o centro de controle de robôs, inicia diferentes sensores de variação para detecção de distância de acordo com a direção do movimento do robô, atingir a resposta rápida e os requisitos de detecção sob demanda. Enquanto isso, o sensor ultrassônico possui um grande ângulo de campo FOV para ajudar a máquina a obter mais espaço de medição para cobrir a área de detecção necessária diretamente na frente dela.
6 、Destaques da aplicação do sensor ultrassônico no esquema de prevenção de obstáculos a robôs
• O FOV do radar de prevenção de obstáculos ultrassônicos é semelhante à câmera de profundidade, custa cerca de 20% da câmera de profundidade;
• Resolução de precisão em nível de milímetro de gama total, melhor que a câmera de profundidade ；
• Os resultados dos testes não são afetados pela cor do ambiente externo e pela intensidade da luz, os obstáculos transparentes podem ser detectados de forma estável, como vidro, plástico transparente, etc.；
• Livre de pó, lodo, nevoeiro, interferência ambiental ácida e alcalina, alta confiabilidade, economia de preocupações e baixa taxa de manutenção;
• O tamanho pequeno para atender ao design externo e incorporado do robô pode ser aplicado a vários cenários de robôs de serviço, para atender às diversas necessidades dos clientes, reduzir custos.
Horário de postagem: 16-2022 de agosto