Applicazione del sensore a ultrasuoni nella navigazione automatica del robot

Posizionamento e navigazione autonomi del robot il sensore di livello a ultrasuoni è semplice, ma deve essere basato sulla combinazione di dati cartografici + algoritmo per ottenere una vera navigazione automatica automatica; La navigazione del robot può essere divisa in tre parti, tra cui posizionamento, mappatura e controllo del movimento. Ciò che la navigazione autonoma deve risolvere è l’interazione autonoma tra robot mobili intelligenti e l’ambiente, in particolare il movimento autonomo punto a punto, che richiede maggiore supporto tecnico.

Come tutti sappiamo, le formiche e le api sono ottimi navigatori nel regno animale. Le formiche del Sahara possono procurarsi il cibo e sopravvivere in condizioni difficili superiori a 60°C. In questo ambiente estremo, non possono usare i feromoni per tracciare la lunga distanza che li riporta al nido, come fanno le altre formiche. Invece, usano un calcolo biologico chiamato integrazione del percorso. Usano la bussola per la luminosità del cielo (il loro modo di vedere la luminosità e il colore del cielo è molto diverso da quello umano) e gli stimoli metrologici per stimare la posizione attuale. L'integrazione del percorso può essere utilizzata non solo per tornare in sicurezza al nido, ma anche per aiutare ad apprendere la cosiddetta memoria vettoriale. È stato dimostrato che queste memorie sono sufficienti alle formiche e alle api per produrre una navigazione orientata agli obiettivi. Poiché queste capacità di il trasduttore di distanza ad ultrasuoni può consentire a formiche e api di navigare per centinaia di miglia, questo sistema di controllo ha un grande potenziale nell'applicazione di apparecchiature per agenti artificiali.

 

Con lo sviluppo dell’automazione tecnologica, gli esseri umani si affidano all’apprendimento automatico e ai sistemi di navigazione basati su vettori ispirati agli insetti. I dispositivi degli agenti possono raggiungere posizioni chiave senza fare affidamento sul GPS per ottenere una vera automazione. Il robot può utilizzare le informazioni ottenute da telecamere e altri sensori per imparare a navigare in modo indipendente in base ai segnali sensoriali ambientali.

 

Evitamento efficace degli ostacoli

 

Sulla base del deep learning del rilevamento basato su immagini di parti del corpo umano, possiamo vedere che il bambino si muove davanti al robot, il che potrebbe ostacolare il robot. Il robot deve riconoscere se si tratta di un essere umano o di una bicicletta. Pertanto, il rilevamento e il riconoscimento di parti del corpo umano richiedono non solo il lidar, ma anche la fusione di dati multisensore per ottenere un efficace evitamento degli ostacoli e una navigazione autonoma. I due tipi di sensori a ultrasuoni utilizzati per la navigazione automatica del robot. Il sensore ad ultrasuoni per evitare gli ostacoli è un sensore ad ultrasuoni ad alta risoluzione (1 mm), ad alta precisione e a bassa potenza. È progettato non solo per gestire il rumore di interferenza, ma anche per resistere all'interferenza del rumore. Inoltre, per obiettivi di dimensioni diverse e tensioni di alimentazione variabili, è stata effettuata una compensazione della sensibilità. Dispone inoltre di compensazione standard della temperatura interna, che rende i dati sulla distanza misurata più accurati. Utilizzato in ambiente interno, è un'ottima soluzione a basso costo!

 

Il sensore a ultrasuoni senza contatto è un sensore a ultrasuoni ad alta risoluzione (1 mm), ad alta precisione e a bassa potenza. È progettato non solo per gestire il rumore di interferenza, ma anche per resistere all'interferenza del rumore. Inoltre, per obiettivi di dimensioni diverse e tensioni di alimentazione variabili, è stata effettuata una compensazione della sensibilità. Dispone inoltre di compensazione della temperatura interna standard e compensazione della temperatura esterna opzionale, che rende i dati sulla distanza misurata più accurati. L'output diretto di letture precise della distanza consente di risparmiare risorse MCU ed è più adatto per l'uso nella robotica.

 

Navigazione di posizionamento ad ultrasuoni

Il principio di funzionamento del posizionamento e della navigazione a ultrasuoni è che il sensore a ultrasuoni emette onde ultrasoniche dalla sonda del trasmettitore e le onde ultrasoniche incontrano ostacoli nel mezzo e ritornano al dispositivo ricevente. Ricevendo il segnale di riflessione ultrasonica emesso dallo stesso e calcolando la distanza di propagazione in base alla differenza temporale tra l'emissione ultrasonica e la ricezione dell'eco e la velocità di propagazione, è possibile ottenere la distanza dall'ostacolo al robot, ovvero la formula: S=Tv/2 dove T —La differenza temporale tra trasmissione e ricezione ultrasonica; v—velocità dell'onda di propagazione degli ultrasuoni nel mezzo.

vantaggio:

basso costo

Può riconoscere oggetti che non possono essere riconosciuti dai sensori a infrarossi, come vetri, specchi, corpi neri e altri ostacoli;

 

Svantaggi:

È facilmente influenzato dalle condizioni atmosferiche, dall'ambiente circostante (riflessione speculare o angolo del fascio limitato), nonché dall'ombra di ostacoli, superfici ruvide e altri ambienti esterni; poiché la distanza di propagazione delle onde ultrasoniche nell'aria è relativamente breve, il campo di applicazione è piccolo e la misurazione della distanza è relativamente piccola, velocità di acquisizione breve e scarsa precisione di navigazione.