Zastosowanie czujnika ultradźwiękowego w automatycznej nawigacji robotów

Autonomiczne pozycjonowanie i nawigacja robota ultradźwiękowy czujnik poziomu jest prosty, ale musi opierać się na połączeniu danych mapowych i algorytmu, aby uzyskać prawdziwie automatyczną nawigację automatyczną; Nawigację robota można podzielić na trzy części, obejmujące pozycjonowanie, mapowanie i sterowanie ruchem. To, co musi rozwiązać autonomiczna nawigacja, to autonomiczna interakcja między inteligentnymi robotami mobilnymi a środowiskiem, zwłaszcza autonomiczny ruch od punktu do punktu, który wymaga większego wsparcia technicznego.

Jak wszyscy wiemy, mrówki i pszczoły są doskonałymi nawigatorami w królestwie zwierząt. Mrówki saharyjskie mogą żerować i przetrwać w trudnych warunkach powyżej 60°C. W tak ekstremalnym środowisku nie mogą używać feromonów do śledzenia dużej odległości z powrotem do gniazda, tak jak inne mrówki. Zamiast tego stosują obliczenia biologiczne zwane integracją ścieżki. Do oszacowania aktualnej pozycji korzystają z kompasu jasności nieba (ich sposób postrzegania jasności i koloru nieba znacznie różni się od ludzkiego i bodźców metrologicznych do oszacowania aktualnej pozycji. Integracja tras może służyć nie tylko bezpiecznemu powrotowi do gniazda, ale także pomóc w nauce tzw. pamięci wektorowej. Wykazano, że pamięci te są wystarczające mrówkom i pszczołom do nawigacji zorientowanej na cel. Ponieważ te zdolności ultradźwiękowy przetwornik odległości może pozwolić mrówkom i pszczołom na przemierzanie setek mil, ten system kontroli ma ogromny potencjał w zakresie stosowania sprzętu ze sztucznymi czynnikami.

 

Wraz z rozwojem automatyzacji technologicznej człowiek polega na uczeniu maszynowym i wektorowych systemach nawigacji inspirowanych owadami. Urządzenia agentowe mogą dotrzeć do kluczowych lokalizacji bez polegania na GPS, aby osiągnąć prawdziwą automatyzację. Robot może wykorzystywać informacje uzyskane przez kamery i inne czujniki, aby nauczyć się niezależnej nawigacji w oparciu o bodźce sensoryczne z otoczenia.

 

Skuteczne unikanie przeszkód

 

Bazując na głębokim uczeniu opartym na obrazowym wykrywaniu części ciała człowieka, widzimy, że dziecko porusza się przed robotem, co może mu przeszkadzać. Robot musi rozpoznać, czy to człowiek, czy rower. Dlatego wykrywanie i rozpoznawanie części ludzkiego ciała wymaga nie tylko lidaru. Aby osiągnąć skuteczne unikanie przeszkód i autonomiczną nawigację, konieczna jest również fuzja danych z wielu czujników. Dwa typy czujników ultradźwiękowych stosowanych do automatycznej nawigacji robotów. Ultradźwiękowy czujnik unikania przeszkód to czujnik ultradźwiękowy o wysokiej rozdzielczości (1 mm), wysokiej precyzji i małej mocy. Został zaprojektowany nie tylko do radzenia sobie z hałasem zakłócającym, ale także do przeciwstawiania się zakłóceniom hałasowym. W przypadku celów o różnych rozmiarach i różnych napięciach zasilania dokonano kompensacji czułości. Posiada również standardową wewnętrzną kompensację temperatury, dzięki czemu zmierzone dane dotyczące odległości są dokładniejsze. Stosowany w środowisku wewnętrznym, jest bardzo dobrym i niedrogim rozwiązaniem!

 

Bezkontaktowy czujnik ultradźwiękowy to czujnik ultradźwiękowy o wysokiej rozdzielczości (1 mm), bardzo precyzyjnym i małej mocy. Został zaprojektowany nie tylko do radzenia sobie z hałasem zakłócającym, ale także do przeciwstawiania się zakłóceniom hałasowym. W przypadku celów o różnych rozmiarach i różnych napięciach zasilania dokonano kompensacji czułości. Posiada również standardową kompensację temperatury wewnętrznej i opcjonalną kompensację temperatury zewnętrznej, dzięki czemu zmierzone dane dotyczące odległości są dokładniejsze. Bezpośrednie wyjście dokładnych odczytów odległości oszczędza zasoby MCU i jest bardziej odpowiednie do stosowania w robotyce.

 

Nawigacja ultradźwiękowa

Zasada działania ultradźwiękowego pozycjonowania i nawigacji polega na tym, że czujnik ultradźwiękowy emituje fale ultradźwiękowe z sondy nadajnika, a fale ultradźwiękowe napotykają przeszkody w ośrodku i wracają do urządzenia odbiorczego. Odbierając emitowany przez siebie sygnał odbicia ultradźwiękowego i obliczając odległość propagacji na podstawie różnicy czasu pomiędzy emisją ultradźwiękową a odbiorem echa oraz prędkością propagacji, można obliczyć odległość od przeszkody do robota, czyli ze wzoru: S=Tv/2 gdzie T – różnica czasu pomiędzy transmisją i odbiorem ultradźwięków; v – prędkość fali rozchodzenia się ultradźwięków w ośrodku.

korzyść:

niski koszt

Potrafi rozpoznać obiekty, których nie mogą rozpoznać czujniki podczerwieni, takie jak szkło, lustra, ciała czarne i inne przeszkody;

 

Wady:

Łatwo ulega wpływowi pogody, otaczającego środowiska (odbicie lustrzane lub ograniczony kąt świecenia), a także cienia przeszkód, nierównych powierzchni i innych środowisk zewnętrznych; ponieważ odległość propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu jest stosunkowo krótka, zakres zastosowań jest mały, a pomiar odległości jest stosunkowo mały, a prędkość akwizycji jest niewielka, a dokładność nawigacji jest słaba.