מקרה בוחן יישום: APQ TER30R-A2 עבור רובוט מרובע רגליים
עם תנועה ביומימטית ויכולת הסתגלות חזקה לשטח מורכב, רובוטים בעלי ארבעה רגליים מאומצים במהירות לבדיקות חשמל, סיורי ביטחון ציבורי, כיבוי אש והצלה ומעקב אחר פארקים תעשייתיים. עם זאת, בפריסות בעולם האמיתי, מערכות בקרת התנועה שלהם מתמודדות עם אתגרים מרובים. הבקר חייב להישאר יציב תחת רעידות בתדר גבוה ושינויי יציבה פתאומיים, לסנכרן יותר מ-12 מנועי מפרקים בדיוק גבוה, ולהתאים מחשוב בעל ביצועים גבוהים לחלל גוף מוגבל מאוד שבו כל מילימטר של שטח חשוב.
לאחר סבבים מרובים של הערכת מוצר ובדיקות שטח קפדניות, הלקוח בחר בבקר בקרת תנועה "מוחון" בעל בינה מגולמת APQ TER30R-A2 כיחידת בקרת התנועה המרכזית עבור הרובוט המרובע מהדור הבא שלו.
אתגר הלקוח
דרישות בקרת תנועה בזמן אמת קשיחות:ריצה, קפיצה וסיבוב מציבות דרישות מחמירות למחזור בקרה. בתדר בקרה של 1,000 הרץ, ריצוד המערכת חייב להישאר מתחת ל-20 מיקרו-שניות כדי להבטיח סנכרון מדויק וחלק בין מפרקים מרובים.
שילוב התקנים מרובי ממשקהמערכת חייבת לחבר בו זמנית LiDAR, מצלמות עומק, IMU, יותר מ-12 מנועי מפרקים וחיישנים מרובים, מה שמחייב בקר עם משאבי קלט/פלט תעשייתיים נרחבים.
אילוצי שטח אולטרה-קומפקטיים:המקום בתוך פלג הגוף העליון של הרובוט ותאי המפרקים מוגבל ביותר. הבקר חייב לספק את הביצועים הנדרשים בצורה דקה וקומפקטית במיוחד, תוך השארת מקום רב יותר לסוללות, חיישנים ומודולים פונקציונליים אחרים.
עמידות חזקה בפני רעידות וזעזועים:במהלך ריצה, קפיצה וחציית מכשולים, הרובוט חשוף באופן מתמיד לרעידות וזעזועים עזים. לכן נדרש תכנון משולב ברמת הלוח כדי למנוע התרופפות של מחברים תחת רעידות.
מחשוב בינה מלאכותית קל משקל:הבקר דורש גם יכולת הסקה של בינה מלאכותית בקצה כדי להפעיל אלגוריתמים קלים לזיהוי שטח, הימנעות דינמית ממכשולים ופונקציות חכמות דומות.
פתרון APQ
בקרת תנועה מדויקת עם סנכרון של 36 צירים:ה-TER30R-A2 מופעל על ידי מעבד Rockchip RK3588 בעל שמונה ליבות, 64 סיביות, עם 6 TOPS NPU משולבים. הוא תומך בבקרה מסונכרנת של עד 36 צירים. בתדר בקרה של 1,000 הרץ, רעידות המערכת נשארות מתחת ל-20 מיקרו-שניות. בין אם מדובר בתיאום מפרקים מרובים במהלך ריצה, ביצוע סיבובים מהירים או חציית שטח מורכב, הבקר מספק בקרת תנועה מדויקת וחלקה, ומספק בסיס יציב ואמין לפעולות רובוטיות דינמיות על ארבעה רגליים.
קלט/פלט עשיר לשילוב בין מכשירים מרובים:ה-TER30R-A2 כולל ארכיטקטורת קלט/פלט ייעודית עבור מערכות רובוטים מרובעות, המאחדת הנעות משותפות, התקני תפיסה, רשתות תעשייתיות וממשקי מפעיל בבקר יחיד. · 4 × יציאות CAN FD: חיבור ישיר ליותר מ-12 מנועים משותפים ומערכות ההנעה שלהם לבקרה סינכרונית רב-צירית בדיוק גבוה. · 3 × יציאות Gigabit Ethernet: תמיכה ב-EtherCAT לתקשורת Ethernet תעשייתית דטרמיניסטית בזמן אמת. · יציאת 2.5GbE אחת + יציאת GbE אחת: יציאת ה-2.5GbE מספקת חיבור מהיר לבקר התפיסה, בעוד שיציאת ה-GbE תומכת בקלט נתונים של ענן נקודות LiDAR. · 8 ממשקי USB (3 × USB 5Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C, ו-4 × ראשי USB 2.0 פנימיים): תמיכה בחיבור בו-זמני של LiDAR, מצלמות עומק, כלי הפעלה וציוד היקפי אחר. · 4 × יציאות טוריות RS-232/RS-485 ניתנות להחלפה: קישוריות אמינה עבור יחידות IMU, חיישנים אולטרסאונד וציוד היקפי אחר. · 8 × ערוצי GPIO + 2 × ערוצי PWM: הרחבה גמישה לבקרת תאורה, יציאות אזעקה וממשקי מפעיל אחרים. · יציאת HDMI אחת + ממשק שמע אחת: נוח להפעלה מקומית ולהמחשת סטטוס.
עיצוב אולטרה-קומפקטי לאינטגרציה גמישה:עם מידות של 118.2 מ"מ × 128.5 מ"מ × 35 מ"מ בלבד, הבקר קומפקטי במיוחד, עם עובי השווה בערך לקוטר של מטבע. מארז האלומיניום המלא שלו תומך בהרכבה על תושבת וניתן לשלב אותו בקלות בגו הרובוט או בתאי המפרקים, תוך שמירה על מקום יקר לסוללות, חיישנים ומודולים אחרים. עיצוב האחסון והזיכרון המשולבים המובנים מבטל את הסיכונים של התרופפות מחברים הנגרמים מרעידות, ומבטיח פעולה יציבה במהלך ריצה דינמית ומשימות שטח מורכבות.
הרחבת רשת אלחוטית עבור פריסות מגוונות:הבקר מספק חריץ M.2 Key-B (USB 5Gbps, גורמי צורה 3042/3052, עם חריץ Nano-SIM) עבור מודולי 4G/5G, כמו גם חריץ M.2 Key-E (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) עבור מודולי Wi-Fi/Bluetooth. בין אם הוא נפרס בתחנות משנה מרוחקות או עבור סיורי פארקים תעשייתיים עירוניים, הוא מאפשר קישוריות בזמן אמת לפלטפורמות ענן ומרכזי פיקוד.
אמינות ברמה תעשייתית לפעולות דינמיות בעצימות גבוהה:ה-TER30R-A2 מתוכנן עבור סביבות רובוטיות ניידות עם רעידות וזעזועים גבוהים, תוך מתן פעולה בטמפרטורות רחבות, קלט מתח רחב ותחזוקה נוחה באתר. טמפרטורת הפעלה: 10°C- עד 50°C-; טמפרטורת אחסון: 40°C- עד 80°C-. · אומת באמצעות בדיקות רטט אקראי 3G ובדיקות זעזועים 30G לפעולה אמינה במהלך ריצה, קפיצה וחציית מכשולים. · קלט רחב טווח של 12-28 וולט DC תומך במערכות סוללות רובוטיות עם דירוגי מתח שונים. · הפאנל הקדמי משלב מתג הפעלה, כפתור שחזור מערכת, כפתור איפוס מערכת ומחווני סטטוס להפעלה ותחזוקה יעילים באתר.
הישגים בעלי ערך:
בקרת תנועה מדויקת וחלקה:לולאת בקרה של 1,000 הרץ עם ריצוד מערכת מתחת ל-20 מיקרו-שניות מאפשרת בקרה מסונכרנת של 36 צירים, המניעה במדויק את מנועי המפרקים לריצה, קפיצה וסיבוב טבעיים תוך שמירה על יציבה יציבה בשטח מורכב.
שילוב הכל-באחד של מכשירים מרובים:4 × CAN FD, 3 × Ethernet התומכים ב-EtherCAT, 8 × USB ו-4 × יציאות טוריות מאפשרות שילוב ישיר של מנועי מפרקים, LiDAR, מצלמות עומק, יחידות IMU והתקנים אחרים ללא מודולי הרחבה נוספים, מה שמפשט משמעותית את ארכיטקטורת המערכת..
פריסה קומפקטית מפנה מקום יקר:גודלו הקומפקטי במיוחד של 118.2 מ"מ × 128.5 מ"מ × 35 מ"מ מתאים בקלות לגוף הרובוט, ומשאיר יותר מקום לסוללות, חיישנים ומודולים פונקציונליים אחרים.
יציב ואמין תחת תנועה בעצימות גבוהה:העיצוב המשולב ברמת הלוח ממזער את סיכוני החיבור הקשורים לרעידות, בעוד שרעידות 3G ואימות זעזועים 30G מבטיחים פעולה אמינה במהלך ריצה, קפיצה וחציית מכשולים.
מחשוב בינה מלאכותית קל משקל בקצה:טכנולוגיית 6 TOPS NPU המשולבת תומכת בהסקת בינה מלאכותית קלת משקל לזיהוי שטח, הימנעות דינמית ממכשולים ופונקציות דומות, ומספקת את בסיס המחשוב לרובוטים בעלי ארבעה רגליים להתפתח מתנועה אוטונומית לקבלת החלטות אוטונומית.
