Biomimetikus mozgásuknak és a komplex terepviszonyokhoz való kiváló alkalmazkodóképességüknek köszönhetően a négylábú robotokat gyorsan alkalmazzák energiaellátás-ellenőrzésre, közbiztonsági járőrözésre, tűzoltásra és mentésre, valamint ipari parkok felügyeletére. A valós alkalmazásokban azonban mozgásvezérlő rendszereik számos kihívással néznek szembe. A vezérlőnek stabilnak kell maradnia nagyfrekvenciás rezgések és hirtelen testtartásváltozások alatt, nagy pontossággal kell szinkronizálnia több mint 12 ízületmotort, és a nagy teljesítményű számítástechnikát egy rendkívül korlátozott testüregbe kell illesztenie, ahol minden milliméter számít.
Több körös termékértékelés és szigorú terepi tesztelés után az ügyfél az APQ TER30R-A2 megtestesült intelligenciájú mozgásvezérlő „kisagy” vezérlőt választotta a következő generációs négylábú robotjának központi mozgásvezérlő egységének.
Ügyfélkihívás
Kemény valós idejű mozgásvezérlési követelmények:A futás, ugrás és fordulás szigorú szabályozási cikluskövetelményeket támaszt. 1000 Hz-es szabályozási frekvencián a rendszer időzítésének 20 μs alatt kell maradnia, hogy biztosítsa a pontos és zökkenőmentes szinkronizációt több ízület között.
Több interfészes eszközintegrációA rendszernek egyszerre kell csatlakoztatnia a LiDAR-t, a mélységmérő kamerákat, egy IMU-t, több mint 12 illesztéses motort és több érzékelőt, ami kiterjedt ipari I/O erőforrásokkal rendelkező vezérlőt igényel.
Ultrakompakt helyigény:A robot törzsében és az ízületi rekeszekben rendkívül korlátozott a hely. A vezérlőnek ultravékony, kompakt formában kell biztosítania a szükséges teljesítményt, több helyet hagyva az akkumulátoroknak, érzékelőknek és egyéb funkcionális moduloknak.
Masszív rezgés- és ütésállóság:Futás, ugrás és akadályok leküzdése közben a robot folyamatosan erős rezgésnek és ütéseknek van kitéve. Ezért egy panelszintű integrált kialakításra van szükség, hogy megakadályozzuk a csatlakozók kilazulását rezgés hatására.
Könnyű, peremhálózati mesterséges intelligencia számítástechnika:A vezérlőnek peremhálózati mesterséges intelligencia következtetési képességre is szüksége van a terepfelismeréshez, a dinamikus akadályelkerüléshez és hasonló intelligens funkciókhoz szükséges könnyű algoritmusok futtatásához.
APQ megoldás
Precíziós mozgásvezérlés 36 tengelyes szinkronizációval:A TER30R-A2 robotot egy Rockchip RK3588 nyolcmagos 64 bites processzor hajtja, amely egy integrált 6 TOPS NPU-val rendelkezik. Akár 36 tengely szinkronizált vezérlését is támogatja. 1000 Hz-es vezérlési frekvencián a rendszer időzítése 20 μs alatt marad. Akár több illesztést kell koordinálni futás közben, gyors fordulatokat kell végrehajtani, vagy összetett terepen kell áthaladni, a vezérlő precíz és sima mozgásvezérlést biztosít, stabil és megbízható alapot biztosítva a dinamikus négyszeres robotműveletekhez.
Gazdag I/O több eszköz integrációjához:A TER30R-A2 egy négyszeres robotrendszerekhez tervezett, célzottan beépített I/O architektúrával rendelkezik, amely egyetlen vezérlőben egyesíti a közös hajtásokat, az érzékelő eszközöket, az ipari hálózatokat és az aktuátor interfészeket. · 4 × CAN FD port: Közvetlen csatlakozás több mint 12 csuklós motorhoz és azok hajtásrendszereihez a nagy pontosságú, többtengelyes szinkronizált vezérlés érdekében. · 3 × Gigabit Ethernet port: EtherCAT támogatás determinisztikus, valós idejű ipari Ethernet kommunikációhoz. · 1 × 2,5 GbE port + 1 × GbE port: A 2,5 GbE port nagysebességű összekapcsolást biztosít az érzékelési vezérlővel, míg a GbE port támogatja a LiDAR pontfelhő adatbevitelt. · 8 × USB interfész (3 × USB 5 Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C és 4 × belső USB 2.0 fejléc): Támogatja a LiDAR, a mélységmérő kamerák, az üzembe helyezési eszközök és egyéb perifériák egyidejű csatlakoztatását. · 4 × kapcsolható RS-232/RS-485 soros port: Megbízható csatlakozás IMU-khoz, ultrahangos érzékelőkhöz és egyéb perifériákhoz. · 8 × GPIO + 2 × PWM csatorna: Rugalmas bővíthetőség a világításvezérléshez, riasztási kimenetekhez és egyéb működtető interfészekhez. · 1 × HDMI kimenet + 1 × audio interfész: Kényelmes a helyi üzembe helyezéshez és az állapot megjelenítéséhez.
Ultrakompakt kialakítás a rugalmas integráció érdekében:A mindössze 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm méretű vezérlő kivételesen kompakt, vastagsága nagyjából megegyezik egy érme átmérőjével. Teljesen alumínium háza lehetővé teszi a konzolok rögzítését, és könnyen integrálható a robot törzsébe vagy ízületi rekeszeibe, értékes helyet takarítva meg az akkumulátorok, érzékelők és egyéb modulok számára. A fedélzeti integrált tároló- és memória-kialakítás kiküszöböli a rezgés okozta csatlakozólazulás kockázatát, biztosítva a stabil működést dinamikus futás és összetett terepviszonyok között végzett feladatok során.
Vezeték nélküli bővítés változatos telepítésekhez:A vezérlő egy M.2 Key-B foglalatot (USB 5 Gbps, 3042/3052 formátumú, Nano-SIM foglalattal) biztosít a 4G/5G modulok számára, valamint egy M.2 Key-E foglalatot (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) a Wi-Fi/Bluetooth modulok számára. Akár távoli alállomásokon, akár városi ipari parkok járőrözésére telepítik, valós idejű kapcsolatot biztosít a felhőplatformokhoz és a parancsnoki központokhoz.
Ipari szintű megbízhatóság nagy intenzitású dinamikus műveletekhez:A TER30R-A2-t nagy rezgésnek és ütéseknek kitett mobil robotkörnyezetekhez tervezték, miközben széles hőmérsékleti működést, széles feszültségbemeneti tartományt és kényelmes helyszíni karbantartást biztosít. · Üzemi hőmérséklet: -10°C és 50°C között; tárolási hőmérséklet: -40°C és 80°C között. · 3G véletlenszerű rezgési és 30G ütésteszttel validálva a megbízható működés érdekében futás, ugrás és akadályok leküzdése közben. · A 12-28 VDC széles tartományú bemenet különböző feszültségbesorolású robot akkumulátorrendszereket támogat. · Az előlapon található egy bekapcsológomb, egy rendszer-helyreállító gomb, egy rendszer-visszaállító gomb és állapotjelzők a hatékony helyszíni üzembe helyezés és karbantartás érdekében.
Értéknyeremény:
Precíz és sima mozgásvezérlés:Egy 1000 Hz-es vezérlőhurok 20 μs alatti rendszer-jitterrel lehetővé teszi a szinkronizált 36 tengelyes vezérlést, pontosan meghajtva az ízületmotorokat a természetes futás, ugrás és fordulás érdekében, miközben stabil testtartást biztosít komplex terepen.
Több eszköz integrációja egy komplett rendszerben:A 4 × CAN FD, 3 × EtherCAT-képes Ethernet, 8 × USB és 4 × soros port lehetővé teszi a csuklómotorok, LiDAR, mélységmérő kamerák, IMU-k és egyéb eszközök közvetlen integrációját további bővítőmodulok nélkül, jelentősen leegyszerűsítve a rendszerarchitektúrát..
A kompakt telepítés értékes helyet szabadít fel:Az ultrakompakt, 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm-es méretekkel rendelkező egység könnyedén elfér a robot törzsében, így több hely marad az akkumulátoroknak, érzékelőknek és egyéb funkcionális moduloknak.
Stabil és megbízható nagy intenzitású mozgás közben is:Az alaplapi szintű integrált kialakítás minimalizálja a rezgéssel kapcsolatos csatlakozási kockázatokat, míg a 3G rezgés- és 30G ütéstűrés megbízható működést biztosít futás, ugrás és akadályok leküzdése közben.
Könnyű, peremhálózati mesterséges intelligencia számítástechnika:Az integrált 6 TOPS NPU támogatja a könnyű, peremhálózati mesterséges intelligencián alapuló következtetéseket a terepfelismeréshez, a dinamikus akadályelkerüléshez és hasonló funkciókhoz, számítási alapot biztosítva a négylábú robotok számára az autonóm mozgástól az autonóm döntéshozatalig való fejlődéshez.
