Rešitev

Študija primera uporabe: APQ TER30R-A2 za štirinožnega robota

Z biomimetičnim gibanjem in močno prilagodljivostjo kompleksnemu terenu se štirinožni roboti hitro uporabljajo za inšpekcijske preglede energije, patrulje javne varnosti, gašenje požarov in reševanje ter nadzor industrijskih parkov. Vendar pa se njihovi sistemi za nadzor gibanja v resničnem svetu soočajo s številnimi izzivi. Krmilnik mora ostati stabilen pri visokofrekvenčnih vibracijah in nenadnih spremembah drže, sinhronizirati več kot 12 sklepnih motorjev z visoko natančnostjo in namestiti visokozmogljivo računalništvo v zelo omejeno telesno votlino, kjer je pomemben vsak milimeter prostora.

Po več krogih ocenjevanja izdelka in strogih terenskih testiranjih je stranka izbrala krmilnik gibanja »mali možgani« APQ TER30R-A2 z utelešeno inteligenco kot osrednjo enoto za nadzor gibanja za svojega štirinožnega robota naslednje generacije.

Izziv za stranke

Zahteve za trdo krmiljenje gibanja v realnem času:Tek, skakanje in obračanje nalagajo stroge zahteve glede krmilnega cikla. Pri krmilni frekvenci 1000 Hz mora tresenje sistema ostati pod 20 μs, da se zagotovi natančna in gladka sinhronizacija med več členi.
Integracija večvmesniških napravSistem mora hkrati povezati LiDAR, globinske kamere, IMU, več kot 12 zglobnih motorjev in več senzorjev, kar zahteva krmilnik z obsežnimi industrijskimi V/I viri.
Ultrakompaktne prostorske omejitve:Prostor v trupu in predelkih za sklepe robota je izjemno omejen. Krmilnik mora zagotavljati zahtevano zmogljivost v ultra tanki, kompaktni obliki, kar pušča več prostora za baterije, senzorje in druge funkcionalne module.
Robustna odpornost proti vibracijam in udarcem:Med tekom, skakanjem in premagovanjem ovir je robot nenehno izpostavljen močnim vibracijam in udarcem. Zato je potrebna integrirana zasnova na ravni plošče, da se prepreči zrahljanje konektorjev zaradi vibracij.
Lahkotno robno računalništvo z umetno inteligenco:Krmilnik potrebuje tudi zmožnost sklepanja na robu umetne inteligence za izvajanje lahkih algoritmov za prepoznavanje terena, dinamično izogibanje oviram in podobne inteligentne funkcije.

Rešitev APQ

Natančno krmiljenje gibanja s 36-osno sinhronizacijo:TER30R-A2 poganja osemjedrni 64-bitni procesor Rockchip RK3588 z integriranim 6 TOPS NPU. Podpira sinhroniziran nadzor do 36 osi. Pri krmilni frekvenci 1000 Hz ostane tresenje sistema pod 20 μs. Ne glede na to, ali koordinirate več sklepov med tekom, izvajate hitre zavoje ali premikate kompleksen teren, krmilnik zagotavlja natančen in gladek nadzor gibanja ter zagotavlja stabilno in zanesljivo osnovo za dinamično delovanje štirinožnega robota.

Bogat V/I za integracijo več naprav:TER30R-A2 ima namensko vgrajeno vhodno/izhodno arhitekturo za štirinožne robotske sisteme, ki združuje pogonske členke, zaznavne naprave, industrijska omrežja in vmesnike aktuatorjev v enem samem krmilniku.
· 4 × vrata CAN FD: Neposredna povezava z več kot 12 zglobnimi motorji in njihovimi pogonskimi sistemi za visoko natančno večosno sinhronizirano krmiljenje.
· 3 × gigabitna ethernetna vrata: podpora EtherCAT za deterministično industrijsko ethernetno komunikacijo v realnem času.
· 1 × vrata 2,5 GbE + 1 × vrata GbE: Vrata 2,5 GbE omogočajo visokohitrostno medsebojno povezavo s krmilnikom zaznavanja, vrata GbE pa podpirajo vnos podatkov oblaka točk LiDAR.
· 8 × USB vmesniki (3 × USB 5 Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C in 4 × notranji priključki USB 2.0): Podpora za hkratno priključitev LiDAR-ja, globinskih kamer, orodij za zagon in drugih perifernih naprav.
· 4 × preklopna serijska vrata RS-232/RS-485: Zanesljiva povezljivost za IMU-je, ultrazvočne senzorje in druge periferne naprave.
· 8 × GPIO + 2 × PWM kanali: Prilagodljiva razširitev za krmiljenje osvetlitve, alarmne izhode in druge vmesnike aktuatorjev.
· 1 × HDMI izhod + 1 × avdio vmesnik: priročno za lokalni zagon in vizualizacijo stanja.
Ultrakompaktna zasnova za prilagodljivo integracijo:Krmilnik, ki meri le 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm, je izjemno kompakten, debelina pa je približno enaka premeru kovanca. Njegovo ohišje iz aluminija podpira pritrditev nosilcev in ga je mogoče enostavno integrirati v trup robota ali predelke za sklepe, s čimer se ohrani dragocen prostor za baterije, senzorje in druge module. Vgrajena zasnova shranjevanja in pomnilnika odpravlja tveganje zrahljanja priključkov zaradi vibracij, kar zagotavlja stabilno delovanje med dinamičnim delovanjem in misijami na kompleksnem terenu.
Brezžična razširitev za raznolike uvedbe:Krmilnik ponuja režo M.2 Key-B (USB 5 Gbps, faktorja oblike 3042/3052, z režo za Nano-SIM) za module 4G/5G ter režo M.2 Key-E (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) za module Wi-Fi/Bluetooth. Ne glede na to, ali je nameščen na oddaljenih podpostajah ali za patrulje v mestnih industrijskih parkih, omogoča povezljivost v realnem času z oblačnimi platformami in poveljniškimi centri.
Industrijska zanesljivost za visokointenzivne dinamične operacije:TER30R-A2 je zasnovan za mobilna robotska okolja z visokimi vibracijami in udarci, hkrati pa zagotavlja delovanje v širokem temperaturnem območju, široko vhodno napetost in priročno vzdrževanje na kraju samem.
· Delovna temperatura: od -10 °C do 50 °C; temperatura skladiščenja: od -40 °C do 80 °C.
· Potrjeno s testiranjem naključnih vibracij 3G in udarcev 30G za zanesljivo delovanje med tekom, skakanjem in premagovanjem ovir.
· Širokopasovni vhod 12–28 VDC podpira robotske baterijske sisteme z različnimi napetostnimi nazivnimi vrednostmi.
· Sprednja plošča ima vgrajeno stikalo za vklop, gumb za obnovitev sistema, gumb za ponastavitev sistema in indikatorje stanja za učinkovit zagon in vzdrževanje na kraju samem.

Vrednostni dosežki:

Natančen in gladek nadzor gibanja:Krmilna zanka s frekvenco 1000 Hz in sistemskim tresljajem pod 20 μs omogoča sinhronizirano 36-osno krmiljenje, ki natančno poganja motorje sklepov za naraven tek, skakanje in obračanje, hkrati pa ohranja stabilno držo na kompleksnem terenu.

Integracija več naprav vse v enem:4 × CAN FD, 3 × Ethernet z zmožnostjo EtherCAT, 8 × USB in 4 × serijska vrata omogočajo neposredno integracijo motorjev sklepov, LiDAR-ja, globinskih kamer, IMU-jev in drugih naprav brez dodatnih razširitvenih modulov, kar znatno poenostavi arhitekturo sistema..
Kompaktna namestitev sprosti dragocen prostor:Ultrakompaktna oblika z dimenzijami 118,2 mm × 128,5 mm × 35 mm se enostavno prilega robotskemu trupu, kar pušča več prostora za baterije, senzorje in druge funkcionalne module.
Stabilen in zanesljiv pri gibanju visoke intenzivnosti:Integrirana zasnova na ravni plošče zmanjšuje tveganja za povezavo, povezana z vibracijami, medtem ko 3G vibracije in 30G udarci zagotavljajo zanesljivo delovanje med tekom, skakanjem in premagovanjem ovir.

Lahkotno robno računalništvo z umetno inteligenco:Integrirani 6-točkovni nevronski procesor (NPU) podpira lahkotno sklepanje na podlagi robov umetne inteligence za prepoznavanje terena, dinamično izogibanje oviram in podobne funkcije, kar zagotavlja računalniško osnovo za razvoj štirinožnih robotov od avtonomnega gibanja do avtonomnega odločanja.