Технологийн нээлтүүд болон салбарын хэмжээний хамтын ажиллагааны ачаар 2025 оныг "Робот техникийн жил" гэж өргөнөөр үзэж байна. Роботын салбар бүхэлдээ огцом өсөлтийг мэдэрч байгаа бөгөөд олон төрлийн хэрэглээний хувилбарууд нь програм хангамж болон техник хангамжийн аль алиных нь технологийн зам, эрэлт хэрэгцээг өөрчилдөг. Үүний үр дүнд бодит цагийн хөдөлгөөний хяналтын шаардлага, хэрэгжүүлэх аргууд харилцан адилгүй байдаг. Роботын салбарын талаар гүнзгий ойлголттой болсноор APQ нь бодит цагийн удирдлагын оновчлолын шийдлүүдийг боловсруулсан.
01
Робот технологийн чиглэлийг өөрчлөх ба боловсруулах платформын сонголт
Хоёр хөлтэй хүн хэлбэртэй роботууд нь нарийн төвөгтэй газар нутаг болон бүх биеийн зохицуулалттай үйл ажиллагаанд дасан зохицох чадвараараа давуу талтай хүнтэй төстэй загвартай. Эдгээр роботууд нь ихэвчлэн 38-70 тэнхлэгийн хөдөлгөөний хяналт шаарддаг бөгөөд энэ нь маш өндөр бодит цагийн шаардлага болон 1000Гц хүртэлх хяналтын циклийг шаарддаг гэсэн үг юм. APQ нь эдгээр бодит цагийн шаардлагыг хангахын тулд програм хангамжийн тохируулгатай өндөр хүчин чадалтай X86 процессоруудыг ашигладаг.
Үүний эсрэгээр дугуйтай эсвэл суурь хэлбэрийн роботууд нь илүү хөнгөн явах эд ангийн загварыг ашигладаг бөгөөд энэ нь зардлыг хянах, хөдөлгөөний үр ашиг, батерейны ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэх давуу талыг санал болгодог. Эдгээр нь ихэвчлэн 30 орчим градусын чөлөөтэй бөгөөд бодит цагийн тооцооллын эрэлт багатай боловч эрчим хүчний хэрэглээнд илүү мэдрэмтгий байдаг. Энэ ангилалд APQ нь Intel® N97 эсвэл J6412 зэрэг бага эрчим хүч шаарддаг, хямд өртөгтэй платформуудыг ашиглан бүрэн шийдлүүдийг бий болгодог. Энэ нь хяналтын системийн бодит цагийн гүйцэтгэл, тогтвортой байдал, интеграци, авсаархан байдлын хатуу шаардлагыг хангахын тулд X86 платформын баялаг хөгжлийн экосистемийг ашиглахын зэрэгцээ эрчим хүчний үр ашиг болон зардлыг тэнцвэржүүлдэг.
02
APQ-ийн EtherCAT бодит цагийн хяналтын оновчлолын кейс судалгаа
Програмын суурь
Дугуйтай/суурьтай роботуудыг ихэвчлэн нарийн төвөгтэй траекторын удирдлага, олон тэнхлэгийн холбоос, харааны удирдлагатай хөдөлгөөн болон үүнтэй төстэй хэрэглээнд ашигладаг. Тэдний удирдлагын системүүд нь дараахь зүйлийг дэмжих ёстой.
-
EtherCAT өндөр хурдны автобусны холбоосинхрончлогдсон серво удирдлагын хувьд
-
Хатуу бодит цагийн үйлдлийн системмиллисекундээс доош хариу үйлдэл үзүүлэхэд
-
Авсаархан үйлдвэрлэлийн дизайннягт утас эсвэл шүүгээний зайд тохиромжтой
-
Өргөтгөх боломжтой портуудолон төрлийн захын интеграцчилалын олон цуваа болон LAN портуудыг багтаасан
Олон тэнхлэгтэй робот хөгжүүлж буй нэг үйлчлүүлэгч EtherCAT-ийн дэмжлэг болон өндөр бодит цагийн гүйцэтгэл шаардлагатай байсан. Гэсэн хэдий ч N97 платформ болон серво драйверуудтай хийсэн туршилтаар EtherCAT холбооны мөчлөг нь 50μs-ээс доош хүрч чадахгүй байгаа нь массын үйлдвэрлэлд чухал саад тотгор учруулж байгааг харуулсан.
Бодит цагийн оновчлолын арга
N97 болон J6412 платформуудыг ашиглан APQ нь системийн түвшний бүрэн хэмжээний бодит цагийн тохируулгыг гүйцэтгэсэн. N97 платформын жишээ процесс:
1. OS Linux Xenomai Environment руу шилжих:
-
Ubuntu 20.04 + Linux цөм 5.15
-
Бодит цагийн нөхөөс: Xenomai 3.2 (LinuxCNC-тэй нийцтэй)
-
Үйлчлүүлэгчийн хуучин хэрэгцээнд нийцтэй байдлыг шалгасан (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Бодит цагийн тохируулгын алхамууд:
а) BIOS-ийн тохиргоо
б) Бодит цагийн цөмийн параметрийн оновчлол (ECI)
в) Cmdline параметрийн тохируулга (ECI)
d) Үйлдлийн системийн түвшний гүнзгий тохируулга
e) Хоцрогдол/Чиглүүрийн хэмжилт
2. Бодит цагийн стандарт туршилтын ажлын урсгал:
-
Хэрэгслүүд:Хоцрогдол, Цагийн тест, LinuxCNC тестийн модулиуд
-
Бай:
-
Хоцрогдол: Хамгийн их саатал < 40μs
-
Цагийн шалгалт: Дрифт ≈ 0 (үр дүнгийн 3-р багана тэгтэй ойролцоо)
-
-
Гүйцэтгэл:Тоног төхөөрөмжийн багцуудын олон удаагийн туршилт (харьцуулалт болгон J6412-г оруулаад)
Туршилтын үр дүн:
Linux Xenomai орчинд хяналтын мөчлөгийн хугацаа болон чичиргээ мэдэгдэхүйц сайжирсан. Хоцрогдол нь 40μs-ээс доош хэвээр байсан бол цагийн туршилтын шилжилт тэг рүү ойртож, програмын шаардлагыг хангаж байв.
Бодит ертөнцийн хэрэглээний үр дүн
Олон тэнхлэгтэй робот гар удирдлага
Сорилт:
8 тэнхлэгтэй синхрончлогдсон гагнуур нь μs түвшний синхрончлолыг шаарддаг байсан; уламжлалт шийдлүүд нь хазайлт болон траекторын алдаа үүсгэдэг байв.
Оновчлол:
-
Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2-той J6412
-
4x Гигабит LAN шууд EtherCAT серво руу
-
Isolcpus-ийн зориулалтын бодит цагийн боловсруулалтын цөмүүд
Үр дүн:
-
Синхрончлолын нарийвчлал:Цагийн туршилтын шилжилт ≤ 0.05μs; Хамгийн их траекторийн хазайлт < 0.1мм
-
Бодит цагийн баталгаа:72 цагийн тасралтгүй ажиллагаа, оргил хоцрогдол ≤ 38μs
-
Зардлын бууралт:i5 шийдлээс 35% хямд өртөгтэй, 60% бага хүчин чадалтай
Дөрвөн хөлт робот нохойн хөдөлгөөний удирдлага
Сорилт:
12 үений динамик тэнцвэржүүлэлтэд μs түвшний санал хүсэлт шаардлагатай байсан; хуучин системийн хоцрогдол > 100μs нь тогтворгүй байдлыг үүсгэсэн.
Оновчлол:
-
N97 + Ксеномай 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI засвар
-
Cmdline нь серво даалгавруудад зориулж 2 CPU цөмийг тусгаарласан
Үр дүн:
-
Бага хоцрогдол:500μs доторх хяналтын мөчлөг, хоцрогдол ≤ 35μs
-
Бат бөх чанар:-20°C-ийн сэргэлтийн туршилтанд чичиргээ < ±8μs
-
Өргөтгөх боломж:M.2-ээр дамжуулан IMU мэдрэгч; i3 дээр суурилсан шийдэлтэй харьцуулахад 60% эрчим хүчний хэмнэлт
Байршуулалтын сонголтууд
Бодит цагийн гүйцэтгэлд анхаарлаа төвлөрүүлсэн техникийн чадвартай үйлчлүүлэгчдэд APQ зөвлөж байнаЛинукс + Ксеномайбайршуулалт. APQ нь бэлэн бэлэн байдлыг илүүд үздэг эцсийн хэрэглэгчдэд мөн санал болгодогурьдчилан суулгасан болон оновчтой болгосон системийн зургууддибаг хийх баримтжуулалттай хамт - байршуулалтын саадыг бууруулна.
Роботууд гар ажиллагаатай ажлуудыг улам бүр орлож байгаа тулбодит цагийн, тогтвортой, зардал багатай хяналтын системүүдамжилтын чухал хэсэг болж байна. APQ нь нэгдсэн техник хангамж-програм хангамжийн шийдлүүдээр дамжуулан энэхүү хэрэгцээг хангаж байгаа бөгөөд робот захын тооцоолол болон хөдөлгөөний хяналтад анхаарлаа төвлөрүүлсээр байх бөгөөд тогтвортой, үр ашигтай, хялбархан нэгтгэгдсэн суулгагдсан платформуудаар илүү олон аж үйлдвэрийн үйлчлүүлэгчдийг чадавхжуулах болно.
Хэрэв та манай компани болон бүтээгдэхүүнд сонирхолтой байгаа бол манай гадаад дахь төлөөлөгч Робинтой холбогдоно уу.
Email: yang.chen@apuqi.com
Ватсап: +86 18351628738
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 28