Dėl biomimetinio judėjimo ir didelio prisitaikymo prie sudėtingo reljefo, keturkojai robotai sparčiai pritaikomi elektros energijos tiekimo patikrai, viešojo saugumo patruliavimui, gaisrų gesinimo ir gelbėjimo operacijoms bei pramoninių parkų stebėjimui. Tačiau realiose situacijose jų judesio valdymo sistemos susiduria su daugybe iššūkių. Valdiklis turi išlikti stabilus esant aukšto dažnio vibracijai ir staigiems laikysenos pokyčiams, labai tiksliai sinchronizuoti daugiau nei 12 jungiamųjų variklių ir pritaikyti didelio našumo skaičiavimus itin ribotoje kūno ertmėje, kur svarbus kiekvienas erdvės milimetras.
Po kelių produkto vertinimo etapų ir griežtų lauko bandymų, klientas pasirinko APQ TER30R-A2 įkūnyto intelekto judesio valdymo „smegenėlių“ valdiklį kaip pagrindinį judesio valdymo bloką savo naujos kartos keturkojui robotui.
Kliento iššūkis
Griežti realaus laiko judesio valdymo reikalavimai:Bėgimas, šokinėjimas ir posūkiai kelia griežtus valdymo ciklo reikalavimus. Esant 1000 Hz valdymo dažniui, sistemos virpėjimas turi išlikti mažesnis nei 20 μs, kad būtų užtikrinta tiksli ir sklandi sinchronizacija tarp kelių jungčių.
Kelių sąsajų įrenginių integravimasSistema turi vienu metu prijungti LiDAR, gylio kameras, IMU, daugiau nei 12 jungiamųjų variklių ir kelis jutiklius, o tam reikalingas valdiklis su dideliais pramoniniais įvesties / išvesties ištekliais.
Itin kompaktiški erdvės apribojimai:Roboto liemens ir sąnarių skyrių viduje yra itin ribota erdvė. Valdiklis turi užtikrinti reikiamą našumą itin ploname, kompaktiškame korpuse, paliekant daugiau vietos baterijoms, jutikliams ir kitiems funkciniams moduliams.
Tvirtas atsparumas vibracijai ir smūgiams:Bėgdamas, šokinėdamas ir įveikdamas kliūtis, robotas nuolat patiria didelę vibraciją ir smūgius. Todėl reikalinga plokštės lygio integruota konstrukcija, kad jungtys neatsilaisvintų dėl vibracijos.
Lengvas kraštinis dirbtinio intelekto skaičiavimas:Valdikliui taip pat reikalinga dirbtinio intelekto išvadų funkcija, kad būtų galima vykdyti lengvus algoritmus reljefo atpažinimui, dinaminiam kliūčių vengimui ir panašioms intelektualioms funkcijoms.
APQ sprendimas
Tikslus judesio valdymas su 36 ašių sinchronizavimu:TER30R-A2 veikia su aštuonių branduolių 64 bitų „Rockchip RK3588“ procesoriumi su integruotu 6 TOPS NPU. Jis palaiko sinchronizuotą iki 36 ašių valdymą. Esant 1000 Hz valdymo dažniui, sistemos virpėjimas išlieka mažesnis nei 20 μs. Nesvarbu, ar koordinuojate kelias jungtis veikimo metu, atliekate greitus posūkius, ar kertate sudėtingą reljefą, valdiklis užtikrina tikslų ir sklandų judesio valdymą, suteikdamas stabilų ir patikimą pagrindą dinamiškoms keturių robotų operacijoms.
Platus įvesties/išvesties funkcionalumas kelių įrenginių integravimui:TER30R-A2 pasižymi specialiai keturių robotų sistemoms sukurta įvesties / išvesties architektūra, sujungiančia jungtines pavaras, suvokimo įrenginius, pramoninius tinklus ir pavarų sąsajas viename valdiklyje. · 4 × CAN FD prievadai: tiesioginis prijungimas prie daugiau nei 12 jungiamųjų variklių ir jų pavaros sistemų, kad būtų užtikrintas didelio tikslumo daugiaašis sinchronizuotas valdymas. · 3 × gigabito Ethernet prievadai: „EtherCAT“ palaikymas deterministiniam, realaus laiko pramoniniam Ethernet ryšiui. · 1 × 2,5 GbE prievadas + 1 × GbE prievadas: 2,5 GbE prievadas užtikrina didelės spartos sujungimą su suvokimo valdikliu, o GbE prievadas palaiko LiDAR taškų debesies duomenų įvestį. · 8 × USB sąsajos (3 × USB 5 Gbps C tipo, 1 × USB 2.0 C tipo ir 4 × vidinės USB 2.0 jungtys): Palaiko vienalaikį LiDAR, gylio kamerų, paleidimo įrankių ir kitų periferinių įrenginių prijungimą. · 4 × perjungiami RS-232/RS-485 nuoseklieji prievadai: patikimas ryšys IMU, ultragarsiniams jutikliams ir kitiems periferiniams įrenginiams. · 8 × GPIO + 2 × PWM kanalai: lankstus išplėtimas apšvietimo valdymui, signalizacijos išėjimams ir kitoms pavarų sąsajoms. · 1 × HDMI išvestis + 1 × garso sąsaja: patogu vietiniam paleidimui ir būsenos vizualizavimui.
Itin kompaktiškas dizainas lanksčiam integravimui:Vos 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm dydžio valdiklis yra itin kompaktiškas, jo storis maždaug lygus monetos skersmeniui. Jo visiškai aliuminio korpusas leidžia tvirtinti laikiklius ir jį galima lengvai integruoti į roboto liemenį arba jungčių skyrius, taip išsaugant vertingą vietą baterijoms, jutikliams ir kitiems moduliams. Integruota atminties ir saugojimo konstrukcija pašalina vibracijos sukeltą jungčių atsipalaidavimo riziką, užtikrindama stabilų veikimą dinamiško važiavimo ir sudėtingo reljefo misijų metu.
Belaidis išplėtimas įvairiems diegimams:Valdiklyje yra M.2 „Key-B“ lizdas (USB 5 Gbps, 3042/3052 formos faktoriai, su „Nano-SIM“ lizdu) 4G/5G moduliams, taip pat M.2 „Key-E“ lizdas (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) „Wi-Fi“/„Bluetooth“ moduliams. Nesvarbu, ar jis naudojamas nuotolinėse pastotėse, ar miesto pramonės parkų patruliavimui, jis leidžia realiuoju laiku prisijungti prie debesijos platformų ir komandų centrų.
Pramoninės klasės patikimumas didelio intensyvumo dinaminėms operacijoms:TER30R-A2 sukurtas mobiliųjų robotų aplinkai, kurioje yra didelė vibracija ir smūgiai, tuo pačiu užtikrinant veikimą plačioje temperatūroje, platų maitinimo įtampos diapazoną ir patogią priežiūrą vietoje. · Darbinė temperatūra: nuo -10 °C iki 50 °C; laikymo temperatūra: nuo -40 °C iki 80 °C. · Patikimas veikimas bėgant, šokinėjant ir įveikiant kliūtis patvirtintas 3G atsitiktinės vibracijos ir 30G smūgio bandymais. · 12–28 VDC plataus diapazono įvestis palaiko robotų akumuliatorių sistemas su skirtingais įtampos įvertinimais. · Priekiniame skydelyje yra integruotas maitinimo jungiklis, sistemos atkūrimo mygtukas, sistemos nustatymo iš naujo mygtukas ir būsenos indikatoriai, skirti efektyviam paleidimui ir priežiūrai vietoje.
Vertės pasiekimai:
Tikslus ir sklandus judesių valdymas:1000 Hz valdymo kilpa, kurios sistemos virpėjimas yra mažesnis nei 20 μs, leidžia sinchronizuoti 36 ašių valdymą, tiksliai valdant jungiamuosius variklius, kad būtų galima natūraliai bėgti, šokinėti ir posūkioti, išlaikant stabilią padėtį sudėtingame reljefe.
„Viskas viename“ kelių įrenginių integravimas:4 × CAN FD, 3 × su „EtherCAT“ suderinamas Ethernet, 8 × USB ir 4 × nuoseklieji prievadai leidžia tiesiogiai integruoti jungiamuosius variklius, LiDAR, gylio kameras, IMU ir kitus įrenginius be papildomų išplėtimo modulių, taip žymiai supaprastinant sistemos architektūrą..
Kompaktiškas išdėstymas atlaisvina vertingą erdvę:Itin kompaktiškas 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm formos faktorius lengvai telpa roboto liemens viduje, paliekant daugiau vietos baterijoms, jutikliams ir kitiems funkciniams moduliams.
Stabilus ir patikimas esant dideliam judesiui:Integruotas plokštės lygmens dizainas sumažina su vibracija susijusią jungčių riziką, o 3G vibracijos ir 30G smūgių patvirtinimas užtikrina patikimą veikimą bėgant, šokinėjant ir įveikiant kliūtis.
Lengvas kraštinis dirbtinio intelekto skaičiavimas:Integruotas 6 TOPS NPU palaiko lengvą dirbtinio intelekto (DI) išvedžiojimą reljefo atpažinimui, dinaminiam kliūčių vengimui ir panašioms funkcijoms, suteikdamas skaičiavimo pagrindą keturkojams robotams vystytis nuo autonominio judėjimo prie autonominio sprendimų priėmimo.
