Студија на случај на примена: APQ TER30R-A2 за робот со четири нозе
Со биомиметичко движење и силна прилагодливост на сложен терен, четириножните роботи брзо се применуваат за инспекција на моќност, патроли за јавна безбедност, противпожарна заштита и спасување и надзор на индустриски паркови. Меѓутоа, во реалните распоредувања, нивните системи за контрола на движењето се соочуваат со повеќекратни предизвици. Контролерот мора да остане стабилен при високофреквентни вибрации и нагли промени на држењето на телото, да синхронизира повеќе од 12 зглобни мотори со голема прецизност и да вклопи високо-перформансно пресметување во многу ограничена телесна празнина каде што секој милиметар простор е важен.
По повеќекратни рунди на евалуација на производот и ригорозни теренски тестирања, клиентот го избра контролерот APQ TER30R-A2 за контрола на движењето со вградена интелигенција „церебелум“ како основна единица за контрола на движењето за својот четириножен робот од следната генерација.
Предизвик на клиентите
Барања за контрола на движење во реално време:Трчањето, скокањето и вртењето наметнуваат строги барања за контролниот циклус. При контролна фреквенција од 1.000 Hz, треперењето на системот мора да остане под 20 μs за да се обезбеди прецизна и непречена синхронизација низ повеќе зглобови.
Интеграција на уреди со повеќе интерфејсиСистемот мора истовремено да поврзе LiDAR, длабински камери, IMU, повеќе од 12 зглобни мотори и повеќе сензори, што бара контролер со обемни индустриски влезно-излезни ресурси.
Ултра-компактни просторни ограничувања:Просторот во торзото и преградите за зглобови на роботот е исклучително ограничен. Контролерот мора да ги испорача потребните перформанси во ултратенка, компактна форма, оставајќи повеќе простор за батерии, сензори и други функционални модули.
Робусна отпорност на вибрации и удари:За време на трчање, скокање и минување низ пречки, роботот е постојано изложен на силни вибрации и удари. Затоа е потребен интегриран дизајн на ниво на плоча за да се спречи олабавување на конекторите под вибрации.
Лесно рабно AI компјутерско работење:Контролерот, исто така, бара можност за инференција со вештачка интелигенција на работ за да извршува лесни алгоритми за препознавање на терен, динамичко избегнување на пречки и слични интелигентни функции.
APQ решение
Прецизна контрола на движењето со синхронизација на 36 оски:TER30R-A2 е напојуван од осумјадрен 64-битен процесор Rockchip RK3588 со интегриран 6 TOPS NPU. Поддржува синхронизирана контрола на до 36 оски. На контролна фреквенција од 1.000 Hz, треперењето на системот останува под 20 μs. Без разлика дали се координираат повеќе зглобови за време на работа, се извршуваат брзи вртења или се поминува низ сложен терен, контролерот обезбедува прецизна и мазна контрола на движењето, обезбедувајќи стабилна и сигурна основа за динамични операции на четириножен робот.
Богати влезно-излезни пристапи за интеграција на повеќе уреди:TER30R-A2 има наменски изградена I/O архитектура за четириножни роботски системи, консолидирајќи ги зглобните погони, уредите за перцепција, индустриските мрежи и интерфејсите на актуаторите во еден контролер. · 4 × CAN FD порти: Директно поврзување со повеќе од 12 зглобни мотори и нивните погонски системи за високопрецизна синхронизирана контрола на повеќе оски. · 3 × Гигабитни етернет порти: EtherCAT поддршка за детерминистичка, индустриска етернет комуникација во реално време. · 1 × 2.5GbE порт + 1 × GbE порт: Портот од 2.5GbE овозможува брза интерконекција со контролерот за перцепција, додека GbE портот поддржува внесување податоци од LiDAR point-cloud. · 8 × USB интерфејси (3 × USB 5Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C и 4 × внатрешни USB 2.0 конектори): Поддржува истовремено поврзување на LiDAR, длабински камери, алатки за пуштање во работа и други периферни уреди. · 4 × префрлливи RS-232/RS-485 сериски порти: Сигурна поврзаност за IMU, ултразвучни сензори и други периферни уреди. · 8 × GPIO + 2 × PWM канали: Флексибилно проширување за контрола на осветлување, излези за аларми и други интерфејси на актуатори. · 1 × HDMI излез + 1 × аудио интерфејс: Практично за локално пуштање во работа и визуелизација на статусот.
Ултра компактен дизајн за флексибилна интеграција:Со димензии од само 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm, контролерот е исклучително компактен, со дебелина приближно еднаква на дијаметарот на паричка. Неговото целосно алуминиумско куќиште поддржува монтирање на држач и може лесно да се интегрира во торзото или преградите за зглобови на роботот, зачувувајќи вреден простор за батерии, сензори и други модули. Вградениот дизајн за складирање и меморија ги елиминира ризиците од олабавување на конектори предизвикани од вибрации, обезбедувајќи стабилно работење за време на динамично работење и мисии на сложен терен.
Безжично проширување за разновидни распоредувања:Контролерот обезбедува M.2 Key-B слот (USB 5Gbps, 3042/3052 форм фактори, со Nano-SIM слот) за 4G/5G модули, како и M.2 Key-E слот (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) за Wi-Fi/Bluetooth модули. Без разлика дали е распореден на оддалечени трафостаници или за патроли во урбани индустриски паркови, тој овозможува поврзување во реално време со облачни платформи и командни центри.
Индустриска сигурност за динамички операции со висок интензитет:TER30R-A2 е дизајниран за мобилни роботски средини со високи вибрации и удари, а воедно обезбедува работа на широки температури, влезна моќност со широк напон и практично одржување на лице место. · Работна температура: -10°C до 50°C; температура на складирање: -40°C до 80°C. · Потврдено преку 3G случајни вибрации и 30G тестирање на шок за сигурно работење за време на трчање, скокање и преминување на пречки. · Влез од 12-28 VDC со широк опсег поддржува роботски батериски системи со различни напонски номинали. · Предниот панел интегрира прекинувач за напојување, копче за обновување на системот, копче за ресетирање на системот и индикатори за статус за ефикасно пуштање во работа и одржување на лице место.
Вредносни достигнувања:
Прецизна и мазна контрола на движењето:Контролна јамка од 1.000 Hz со системско треперење под 20 μs овозможува синхронизирана контрола на 36 оски, прецизно управувајќи ги зглобните мотори за природно движење, скокање и вртење, додека одржува стабилна положба на сложен терен.
Сè-во-едно интеграција на повеќе уреди:4 × CAN FD, 3 × Ethernet компатибилен со EtherCAT, 8 × USB и 4 × сериски порти овозможуваат директна интеграција на зглобни мотори, LiDAR, длабински камери, IMU и други уреди без дополнителни модули за проширување, значително поедноставувајќи ја архитектурата на системот..
Компактното распоредување ослободува вреден простор:Ултракомпактниот формат од 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm лесно се вклопува во торзото на роботот, оставајќи повеќе простор за батерии, сензори и други функционални модули.
Стабилен и сигурен при движење со висок интензитет:Интегрираниот дизајн на ниво на плоча ги минимизира ризиците од поврзување поврзани со вибрации, додека 3G вибрациите и 30G валидацијата на шок обезбедуваат сигурно работење за време на трчање, скокање и совладување на пречки.
Лесно рабно AI пресметување:Интегрираниот 6 TOPS NPU поддржува лесна вештачка интелигенција со рабови за препознавање на терен, динамичко избегнување на пречки и слични функции, обезбедувајќи компјутерска основа за четириножни роботи да еволуираат од автономно движење до автономно донесување одлуки.
