Otopina

Studija slučaja primjene: APQ TER30R-A2 za četveronožnog robota

S 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 sustavi za upravljanje kretanjem suočavaju se s višestrukim izazovima. Kontroler mora ostati stabilan pod visokofrekventnim vibracijama i naglim promjenama položaja, sinkronizirati više od 12 zglobnih motora s visokom preciznošću i smjestiti visokoučinkovito računalstvo u vrlo ograničenu tjelesnu šupljinu gdje je svaki milimetar prostora važan.

Nakon više krugova evaluacije proizvoda i rigoroznih terenskih ispitivanja, kupac je odabrao kontroler za upravljanje pokretom "mali mozak" APQ TER30R-A2 s utjelovljenom inteligencijom kao glavnu jedinicu za upravljanje pokretom za svog četveronožnog robota sljedeće generacije.

Izazov za kupce

Zahtjevi za kontrolu kretanja u stvarnom vremenu:Trčanje, skakanje i okretanje nameću stroge zahtjeve za ciklus upravljanja. Pri frekvenciji upravljanja od 1000 Hz, podrhtavanje sustava mora ostati ispod 20 μs kako bi se osigurala precizna i glatka sinkronizacija na više zglobova.
Integracija uređaja s više sučeljaSustav mora istovremeno spojiti LiDAR, dubinske kamere, IMU, više od 12 zglobnih motora i više senzora, što zahtijeva kontroler s opsežnim industrijskim I/O resursima.
Ultra-kompaktna prostorna ograničenja:Prostor unutar torza robota i odjeljaka za zglobove izuzetno je 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:Tijekom trčanja, skakanja i svladavanja prepreka, robot je kontinuirano izložen jakim vibracijama i udarcima. Stoga je potreban integrirani dizajn na razini ploče kako bi se spriječilo otpuštanje konektora uslijed vibracija.
Lagano rubno računanje umjetne inteligencije: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

Precizno upravljanje gibanjem sa sinkronizacijom od 36 osi:TER30R-A2 pokreće Rockchip RK3588 osmojezgreni 64-bitni procesor s integriranim 6 TOPS NPU-om. Podržava sinkronizirano upravljanje do 36 osi. Pri upravljačkoj frekvenciji od 1000 Hz, podrhtavanje sustava ostaje ispod 20 μs. Bez obzira koordinira li više zglobova tijekom rada, izvodi brze okrete 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 sustave, konsolidirajući zglobne pogone, uređaje za percepciju, industrijske mreže i sučelja aktuatora u jednom kontroleru.
· 4 × CAN FD porta: Izravna veza s više od 12 zglobnih motora i njihovih pogonskih sustava za visokoprecizno višeosno sinkronizirano upravljanje.
· 3 × Gigabit Ethernet porta: EtherCAT podrška za determinističku industrijsku Ethernet komunikaciju u stvarnom vremenu.
· 1 × 2,5 GbE priključak + 1 × GbE priključak: 2,5 GbE priključak omogućuje brzu međusobnu vezu s kontrolerom percepcije, dok GbE priključak podržava unos podataka iz LiDAR oblaka točaka.
· 8 × USB sučelja (3 × USB 5Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C i 4 × interna USB 2.0 priključka): Podržavaju istovremeno spajanje LiDAR-a, dubinskih kamera, alata za puštanje u rad i ostalih perifernih uređaja.
· 4 × preklopna RS-232/RS-485 serijska porta: Pouzdana povezivost za IMU-ove, ultrazvučne senzore i ostale periferne uređaje.
· 8 × GPIO + 2 × PWM kanala: Fleksibilno proširenje za upravljanje rasvjetom, alarmne izlaze i druga sučelja aktuatora.
· 1 × HDMI izlaz + 1 × audio sučelje: Praktično za lokalno puštanje u rad i vizualizaciju statusa.
Ultrakompaktni dizajn za fleksibilnu integraciju:S dimenzijama od samo 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm, kontroler je izuzetno kompaktan, debljine otprilike jednake promjeru novčića. Njegovo potpuno aluminijsko kućište podržava montažu nosača i može se lako integrirati u trup robota ili odjeljke zglobova, čuvajući dragocjeni prostor za baterije, senzore i druge module. Integrirani dizajn memorije i pohrane na vozilu eliminira rizik od otpuštanja konektora uzrokovan vibracijama, osiguravajući stabilan rad tijekom dinamičnog trčanja i misija na složenom terenu.
Bežično proširenje za raznolike primjene:Kontroler nudi M.2 Key-B utor (USB 5Gbps, 3042/3052 formati, s 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 je li postavljen u udaljenim trafostanicama ili za gradske industrijske patrole, omogućuje povezivanje u stvarnom vremenu s cloud platformama i zapovjednim centrima.
Pouzdanost industrijske razine za dinamičke operacije visokog intenziteta:TER30R-A2 je konstruiran za okruženja mobilnih robota s visokim vibracijama i udarima, a istovremeno omogućuje rad u širokom rasponu temperatura, širok raspon napona i praktično održavanje na licu mjesta.
· Radna temperatura: -10°C do 50°C; temperatura skladištenja: -40°C do 80°C.
· Potvrđeno testiranjem 3G nasumičnih vibracija i 30G udara za pouzdan rad tijekom trčanja, skakanja i svladavanja prepreka.
· Širokopojasni ulaz 12-28 VDC podržava robotske baterijske sustave s različitim nazivnim naponima.
· Prednja ploča sadrži prekidač za napajanje, gumb za oporavak sustava, gumb za resetiranje sustava i indikatore statusa za učinkovito puštanje u pogon i održavanje na licu mjesta.

Vrijednosna postignuća:

Precizna i glatka kontrola kretanja:Kontrolna petlja od 1000 Hz s podrhtavanjem sustava ispod 20 μs omogućuje sinkronizirano upravljanje s 36 osi, 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 omogućuju izravnu integraciju zglobnih motora, LiDAR-a, dubinskih kamera, IMU-ova i drugih uređaja bez dodatnih modula za proširenje, što značajno pojednostavljuje arhitekturu sustava..
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:Integrirani dizajn na razini ploče minimizira rizike povezivanja povezane s vibracijama, dok 3G vibracijska i 30G validacija udara osiguravaju pouzdan rad tijekom trčanja, skakanja i prelaska preko prepreka.

Lagano rubno računanje umjetne inteligencije:Integrirani 6 TOPS NPU podržava lagano zaključivanje na rubu umjetne inteligencije za prepoznavanje terena, dinamičko izbjegavanje prepreka i slične funkcije, pružajući računalnu osnovu za razvoj četveronožnih robota od autonomnog kretanja do autonomnog donošenja odluka.