Ultraäänianturin käyttö robottiautomaattisessa navigoinnissa

Robotin autonominen paikannus ja navigointi ultraäänitason anturi on yksinkertainen, mutta sen on perustuttava karttatietojen + algoritmin yhdistelmään todellisen automaattisen navigoinnin saavuttamiseksi; robottinavigointi voidaan jakaa kolmeen osaan, mukaan lukien paikannus, kartoitus ja liikkeenohjaus. Autonomisen navigoinnin on ratkaistava älykkäiden mobiilirobottien ja ympäristön välinen autonominen vuorovaikutus, erityisesti pisteestä-pisteeseen autonominen liike, joka vaatii enemmän teknistä tukea.

Kuten me kaikki tiedämme, muurahaiset ja mehiläiset ovat erinomaisia ​​navigaattoreita eläinkunnassa. Sahara-muurahaiset voivat etsiä ruokaa ja selviytyä ankarissa olosuhteissa yli 60 °C:ssa. Tässä äärimmäisessä ympäristössä ne eivät voi käyttää feromonia seuratakseen pitkää matkaansa takaisin pesään kuten muut muurahaiset. Sen sijaan he käyttävät biologista laskelmaa, jota kutsutaan polkuintegraatioksi. He käyttävät taivaan kirkkauskompassia (heidän tapansa tarkastella taivaan kirkkautta ja väriä on hyvin erilainen kuin ihmisillä ja metrologisilla ärsykkeillä arvioidakseen nykyistä sijaintia. Polkuintegrointia voidaan käyttää paitsi turvallisesti pesään palaamiseen, myös ns. vektorimuistin oppimiseen. Näiden muistien on osoitettu riittävän muurahaisille ja mehiläisille tuottamaan tavoitteellista navigointikykyä. ultraäänietäisyysanturi voi sallia muurahaisten ja mehiläisten navigoida satoja kilometrejä, tällä ohjausjärjestelmällä on suuri potentiaali keinotekoisten laitteiden käytössä.

 

Teknologisen automaation kehittyessä ihmiset luottavat koneoppimiseen ja hyönteisten inspiroimiin vektoripohjaisiin navigointijärjestelmiin. Agenttilaitteet voivat saavuttaa tärkeimmät paikat ilman, että se luottaa GPS:ään todellisen automaation saavuttamiseksi. Robotti voi käyttää kameroiden ja muiden antureiden saamia tietoja oppiakseen navigoimaan itsenäisesti ympäristön aistinvaraisten vihjeiden perusteella.

 

Tehokas esteiden välttäminen

 

Ihmisen ruumiinosien kuvapohjaisen havaitsemisen syvällisen oppimisen perusteella voimme nähdä, että lapsi liikkuu robotin edessä, mikä voi estää robotin toiminnan. Robotin on tunnistettava, onko se ihminen vai polkupyörä. Siksi ihmiskehon osien havaitseminen ja tunnistaminen ei vaadi vain lidaria, usean sensorin datan yhdistämistä tarvitaan myös tehokkaan esteen välttämisen ja autonomisen navigoinnin saavuttamiseksi. Kaksi ultraäänianturityyppiä, joita käytetään automaattiseen robottinavigointiin. Ultraääninen esteen väistämisanturi on korkearesoluutioinen (1 mm), erittäin tarkka ja vähän tehoa vaativa ultraäänianturi. Se ei ole suunniteltu ainoastaan ​​käsittelemään häiriökohinaa, vaan myös vastustamaan meluhäiriötä. Ja erikokoisille ja vaihteleville syöttöjännitteille kohteille on tehty herkkyyskompensointi. Siinä on myös vakio sisäinen lämpötilakompensointi, mikä tekee mitatun etäisyyden tiedoista tarkempia. Sisäympäristössä käytettynä se on erittäin hyvä edullinen ratkaisu!

 

Kosketukseton ultraäänianturi on korkearesoluutioinen (1 mm), erittäin tarkka, vähän tehoa vaativa ultraäänianturi. Se ei ole suunniteltu ainoastaan ​​käsittelemään häiriökohinaa, vaan myös vastustamaan meluhäiriötä. Ja erikokoisille ja vaihteleville syöttöjännitteille kohteille on tehty herkkyyskompensointi. Siinä on myös vakio sisälämpötilan kompensointi ja valinnainen ulkoisen lämpötilan kompensointi, mikä tekee mitatun etäisyyden tiedoista tarkempia. Tarkkojen etäisyyslukemien suora tulostus säästää MCU:n resursseja ja sopii paremmin robotiikkaan.

 

Ultraäänipaikannusnavigointi

Ultraäänipaikannuksen ja -navigoinnin toimintaperiaate on, että ultraäänianturi lähettää ultraääniaaltoja lähettimestä ja ultraääniaallot kohtaavat väliaineessa esteitä ja palaavat vastaanottavaan laitteeseen. Vastaanottamalla itsensä lähettämä ultraääniheijastussignaali ja laskemalla etenemisetäisyys ultraäänilähetyksen ja kaiun välisen aikaeron ja etenemisnopeuden mukaan, saadaan etäisyys esteestä robottiin, eli kaava: S=Tv/2 missä T — Ultraäänilähetyksen ja -vastaanoton aikaero; v—ultraäänen etenemisnopeus väliaineessa.

etu:

alhaiset kustannukset

Se tunnistaa esineitä, joita infrapuna-anturit eivät tunnista, kuten lasit, peilit, mustat kappaleet ja muut esteet;

 

Haitat:

Siihen vaikuttavat helposti sää, ympäröivä ympäristö (peilausheijastus tai rajoitettu säteen kulma), samoin kuin esteiden, karkeiden pintojen ja muiden ulkoisten ympäristöjen varjo; koska ultraääniaaltojen etenemisetäisyys ilmassa on suhteellisen lyhyt, sovellusalue on pieni ja etäisyyden mittaus on suhteellisen pieni ja lyhyt hankintanopeus ja huono navigointitarkkuus.