智能機(jī)器人超聲波測(cè)距和避障的應(yīng)用技術(shù)解決方案
作者:電應(yīng)普 發(fā)布時(shí)間:2023-6-7 10:21:47 閱讀次數(shù):169
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自主移動(dòng)機(jī)器人以其活性和智能性等特點(diǎn),在人們的生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用來(lái)越廣泛。自主移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)各種傳感器系統(tǒng)感知外界環(huán)境和自身狀態(tài),在復(fù)雜的已知或者未知環(huán)境中自主移動(dòng)并完成相應(yīng)的任務(wù)。
智能機(jī)器人定義
在當(dāng)代工業(yè)中,機(jī)器人指能自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的人造機(jī)器裝置,用以取代或協(xié)助人類(lèi)工作,一般會(huì)是機(jī)電裝置,由計(jì)算機(jī)程序或是電子電路控制。包括一切模擬人類(lèi)行為或思想與模擬其他生物的機(jī)械(如機(jī)器狗,機(jī)器貓,機(jī)器車(chē)等)
智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成
■硬件:
智能感應(yīng)模組 ——激光/攝像頭/紅外/超聲波
物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊 ——與后臺(tái)實(shí)時(shí)通訊,反應(yīng)箱體狀態(tài)
電源管理 ——控制設(shè)備整體運(yùn)行供電
驅(qū)動(dòng)管理 ——舵機(jī)模組,控制設(shè)備移動(dòng)
■軟件:
感應(yīng)端采集 ——分析傳感器采集到的數(shù)據(jù),并對(duì)傳感器進(jìn)行控制
數(shù)字化解析 ——分析產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)、感應(yīng)邏輯并控制設(shè)備工作
后臺(tái)管理端 ——產(chǎn)品功能調(diào)試端
操作使用端 ——終端人員操作使用方
智能機(jī)器人應(yīng)用目的
■制造業(yè)需求:
運(yùn)行效率:通過(guò)采用智能化機(jī)器人代替簡(jiǎn)易人工操作,提高作業(yè)效率。
成本投入:簡(jiǎn)化生產(chǎn)線工作流程,減少用人成本投入。
■城市環(huán)境需求:
環(huán)境清潔:道路智能清掃,專(zhuān)業(yè)消殺機(jī)器人應(yīng)用
智能服務(wù):餐飲服務(wù)應(yīng)用,公園展館導(dǎo)游,居家互動(dòng)型機(jī)器人
超聲波在智能機(jī)器人中的作用
超聲波測(cè)距傳感器是屬于非接觸式的傳感器檢測(cè),通過(guò)超聲波換能器發(fā)射出的超聲脈沖,通過(guò)空氣傳播到被測(cè)障礙物表面,經(jīng)反射后再通過(guò)空氣返回到超聲波換能器,通過(guò)計(jì)算超聲波發(fā)射和接收的時(shí)間來(lái)判斷障礙物與換能器的實(shí)際距離。
應(yīng)用差異:超聲波傳感器在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域中仍處于核心領(lǐng)域,產(chǎn)品與激光、攝像頭進(jìn)行輔助配合滿足客戶端應(yīng)用需求。
在多種探測(cè)手段中,超聲波傳感器系統(tǒng)由于具有成本低,安裝方便,不易受電磁、光線、被測(cè)對(duì)象顏色、煙霧等影響,時(shí)間信息直觀等特點(diǎn),對(duì)于被測(cè)物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力,因此在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛用。
超聲波在智能機(jī)器人中需要解決的問(wèn)題
■響應(yīng)時(shí)間
機(jī)器人避障檢測(cè)主要在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè),因此需要產(chǎn)品能快速對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)到的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)輸出,響應(yīng)時(shí)間越快越好
■量程
機(jī)器人避障量程主要集中在近距離避障,通常距離會(huì)在2米以內(nèi),因此不需要大量程應(yīng)用,但對(duì)最小探測(cè)距離值期望為越小越好
■波束角
傳感器安裝在靠地面較近,可能涉及誤檢測(cè)到地面,因此需要對(duì)波束角度管控有一定的要求
針對(duì)機(jī)器人避障應(yīng)用,電應(yīng)普提供的多款超聲波測(cè)距傳感器擁有IP67防護(hù)安全等級(jí)的超聲波傳感器,可以防護(hù)灰塵吸入,可以短暫浸泡。PVC材料封裝,具有一定的抗腐蝕能力。
在存在雜波干擾的戶外環(huán)境中,能良好地去除雜波檢測(cè)得到目標(biāo)的距離信息。傳感器的的分辨率可達(dá)1cm,可測(cè)距離長(zhǎng)達(dá)5.0米。該超聲波傳感器還有具有高性能,小巧,緊湊,低成本,易于使用和輕便的特點(diǎn)。同時(shí),它在電池供電的物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。
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