Rješenje

Studija slučaja primjene: APQ TER30R-A2 za četveronožnog robota

Sa biomimetičkim kretanjem i snažnom prilagodljivošću složenom terenu, četveronožni roboti se brzo usvajaju za inspekciju energije, patrole javne sigurnosti, gašenje požara i spašavanje, te nadzor industrijskih parkova. Međutim, u stvarnom svijetu, njihovi sistemi za kontrolu kretanja suočavaju se s višestrukim izazovima. Kontroler mora ostati stabilan pod visokofrekventnim vibracijama i naglim promjenama položaja, sinhronizovati više od 12 zglobnih motora s visokom preciznošću i smjestiti visokoperformansno računarstvo u vrlo ograničenu tjelesnu šupljinu gdje je svaki milimetar prostora važan.

Nakon više rundi evaluacije proizvoda i rigoroznih terenskih testiranja, kupac je odabrao APQ TER30R-A2 kontroler za kontrolu kretanja "mali mozak" sa utjelovljenom inteligencijom kao osnovnu jedinicu za kontrolu kretanja za svog četveronožnog robota sljedeće generacije.

Izazov za kupce

Zahtjevi za tešku kontrolu kretanja u realnom vremenu:Trčanje, skakanje i okretanje nameću stroge zahtjeve za ciklus upravljanja. Na frekvenciji upravljanja od 1.000 Hz, podrhtavanje sistema mora ostati ispod 20 μs kako bi se osigurala precizna i glatka sinhronizacija na više zglobova.
Integracija uređaja s više interfejsaSistem mora istovremeno povezati LiDAR, dubinske kamere, IMU, više od 12 zglobnih motora i više senzora, što zahtijeva kontroler sa opsežnim industrijskim I/O resursima.
Ultra-kompaktna prostorna ograničenja:Prostor unutar trupa robota i odjeljaka za zglobove je izuzetno ograničen. Kontroler mora pružiti potrebne performanse u ultra tankom, kompaktnom obliku, ostavljajući više prostora za baterije, senzore i druge funkcionalne module.
Otpornost na vibracije i udarce:Tokom trčanja, skakanja i savladavanja prepreka, robot je kontinuirano izložen jakim vibracijama i udarima. Stoga je potreban integrisani dizajn na nivou ploče kako bi se spriječilo otpuštanje konektora usljed vibracija.
Lagano rubno AI računarstvo:Kontroler također zahtijeva mogućnost zaključivanja na rubu umjetne inteligencije kako bi pokretao lagane algoritme za prepoznavanje terena, dinamičko izbjegavanje prepreka i slične inteligentne funkcije.

APQ rješenje

Precizna kontrola kretanja sa 36-osnom sinhronizacijom:TER30R-A2 pokreće Rockchip RK3588 osmojezgreni 64-bitni procesor sa integriranim 6 TOPS NPU-om. Podržava sinhronizovano upravljanje do 36 osa. Na kontrolnoj frekvenciji od 1.000 Hz, podrhtavanje sistema ostaje ispod 20 μs. Bez obzira da li se koordinira više zglobova tokom rada, izvršavaju brzi okreti ili prelazi složeni teren, kontroler pruža preciznu i glatku kontrolu kretanja, pružajući stabilnu i pouzdanu osnovu za dinamične operacije četveronožnog robota.

Bogat I/O za integraciju više uređaja:TER30R-A2 ima namjenski izgrađenu I/O arhitekturu za četveronožne robotske sisteme, konsolidujući zglobne pogone, uređaje za percepciju, industrijske mreže i interfejse aktuatora u jednom kontroleru.
· 4 × CAN FD porta: Direktna veza sa više od 12 zglobnih motora i njihovih pogonskih sistema za visokoprecizno višeosno sinhronizovano upravljanje.
· 3 × Gigabit Ethernet porta: EtherCAT podrška za determinističku industrijsku Ethernet komunikaciju u realnom vremenu.
· 1 × 2.5GbE port + 1 × GbE port: 2.5GbE port omogućava brzu međusobnu vezu sa kontrolerom percepcije, dok GbE port podržava unos podataka iz LiDAR oblaka tačaka.
· 8 × USB interfejsa (3 × USB 5Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C i 4 × interna USB 2.0 konektora): Podržavaju istovremeno povezivanje LiDAR-a, dubinskih kamera, alata za puštanje u rad i drugih perifernih uređaja.
· 4 × preklopna RS-232/RS-485 serijska porta: Pouzdana povezivost za IMU jedinice, ultrazvučne senzore i ostale periferne uređaje.
· 8 × GPIO + 2 × PWM kanala: Fleksibilno proširenje za kontrolu rasvjete, alarmne izlaze i druge interfejse aktuatora.
· 1 × HDMI izlaz + 1 × audio interfejs: Praktično za lokalno puštanje u rad i vizualizaciju statusa.
Ultra-kompaktni dizajn za fleksibilnu integraciju:Sa dimenzijama od samo 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm, kontroler je izuzetno kompaktan, debljine otprilike jednake prečniku novčića. Njegovo potpuno aluminijumsko kućište podržava montažu nosača i može se lako integrisati u trup robota ili odjeljke za zglobove, čuvajući dragocjeni prostor za baterije, senzore i druge module. Integrisani dizajn memorije i memorije na uređaju eliminiše rizik od otpuštanja konektora uzrokovan vibracijama, osiguravajući stabilan rad tokom dinamičnog rada i misija na složenom terenu.
Bežično proširenje za raznolike primjene:Kontroler pruža M.2 Key-B utor (USB 5Gbps, 3042/3052 format, sa Nano-SIM utorom) za 4G/5G module, kao i M.2 Key-E utor (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) za Wi-Fi/Bluetooth module. Bez obzira da li se koristi u udaljenim trafostanicama ili za patrole urbanih industrijskih parkova, omogućava povezivanje u realnom vremenu sa cloud platformama i komandnim centrima.
Pouzdanost industrijskog nivoa za dinamičke operacije visokog intenziteta:TER30R-A2 je konstruiran za okruženja mobilnih robota s visokim vibracijama i udarima, a istovremeno omogućava rad u širokom temperaturnom rasponu, širok napon napajanja i praktično održavanje na licu mjesta.
· Radna temperatura: -10°C do 50°C; temperatura skladištenja: -40°C do 80°C.
· Potvrđeno putem 3G testiranja nasumičnih vibracija i 30G testiranja udara za pouzdan rad tokom trčanja, skakanja i savladavanja prepreka.
· Širokopojasni ulaz 12-28 VDC podržava sisteme baterija robota sa različitim nazivnim naponima.
· Prednja ploča sadrži prekidač za napajanje, dugme za oporavak sistema, dugme za resetovanje sistema i indikatore statusa za efikasno puštanje u rad i održavanje na licu mjesta.

Vrijednosna postignuća:

Precizna i glatka kontrola kretanja:Kontrolna petlja od 1.000 Hz sa podrhtavanjem sistema ispod 20 μs omogućava sinhronizovanu kontrolu sa 36 osa, precizno pokrećući zglobne motore za prirodno trčanje, skakanje i okretanje, uz održavanje stabilnog držanja na složenom terenu.

Integracija više uređaja sve u jednom:4 × CAN FD, 3 × EtherCAT-kompatibilni Ethernet, 8 × USB i 4 × serijski portovi omogućavaju direktnu integraciju zglobnih motora, LiDAR-a, dubinskih kamera, IMU-ova i drugih uređaja bez dodatnih modula za proširenje, što značajno pojednostavljuje arhitekturu sistema..
Kompaktno postavljanje oslobađa dragocjeni prostor:Ultrakompaktni oblik od 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm lako se uklapa u trup robota, ostavljajući više prostora za baterije, senzore i druge funkcionalne module.
Stabilan i pouzdan pri kretanju visokog intenziteta:Integrisani dizajn na nivou ploče minimizira rizike od vibracija prilikom povezivanja, dok 3G vibracija i 30G validacija udara osiguravaju pouzdan rad tokom trčanja, skakanja i savladavanja prepreka.

Lagano rubno AI računarstvo:Integrisani 6 TOPS NPU podržava lagano zaključivanje na osnovu ivica umjetne inteligencije za prepoznavanje terena, dinamičko izbjegavanje prepreka i slične funkcije, pružajući računarsku osnovu za evoluciju četveronožnih robota od autonomnog kretanja do autonomnog donošenja odluka.