Студија случаја примене: APQ TER30R-A2 за четвороножног робота
Са биомиметичком локомоцијом и снажном прилагодљивошћу сложеном терену, четвороножни роботи се брзо усвајају за инспекцију енергије, патроле јавне безбедности, гашење пожара и спасавање, као и за надзор индустријских паркова. Међутим, у стварним применама, њихови системи за контролу кретања суочавају се са вишеструким изазовима. Контролер мора остати стабилан под високофреквентним вибрацијама и наглим променама положаја, синхронизовати више од 12 зглобних мотора са високом прецизношћу и сместити високоперформансно рачунарство у веома ограничену телесну шупљину где је сваки милиметар простора важан.
Након вишеструких рунди евалуације производа и ригорозних теренских испитивања, купац је изабрао контролер покрета „церебелум“ APQ TER30R-A2 са отелотвореном интелигенцијом као основну јединицу за управљање кретањем за свог четвороножног робота следеће генерације.
Изазов за купце
Захтеви за строгу контролу кретања у реалном времену:Трчање, скакање и окретање намећу строге захтеве за контролни циклус. На контролној фреквенцији од 1.000 Hz, подрхтавање система мора остати испод 20 μs како би се осигурала прецизна и глатка синхронизација преко више зглобова.
Интеграција уређаја са више интерфејсаСистем мора истовремено да повеже LiDAR, дубинске камере, IMU, више од 12 зглобних мотора и више сензора, што захтева контролер са обимним индустријским I/O ресурсима.
Ултракомпактна просторна ограничења:Простор унутар торза робота и одељака за зглобове је изузетно ограничен. Контролер мора да пружи потребне перформансе у ултратанком, компактном облику, остављајући више простора за батерије, сензоре и друге функционалне модуле.
Отпорност на вибрације и ударце:Током трчања, скакања и савладавања препрека, робот је континуирано изложен јаким вибрацијама и ударима. Стога је потребан интегрисани дизајн на нивоу плоче како би се спречило отпуштање конектора услед вибрација.
Лагано edge AI рачунарство:Контролеру је такође потребна могућност закључивања на рубу вештачке интелигенције како би покренуо лагане алгоритме за препознавање терена, динамичко избегавање препрека и сличне интелигентне функције.
APQ решење
Прецизна контрола кретања са 36-осном синхронизацијом:TER30R-A2 покреће Rockchip RK3588 осмојезгарни 64-битни процесор са интегрисаним 6 TOPS NPU. Подржава синхронизовано управљање до 36 оса. На контролној фреквенцији од 1.000 Hz, подрхтавање система остаје испод 20 μs. Без обзира да ли координира више зглобова током рада, изводи брзе окрете или прелази сложен терен, контролер пружа прецизну и глатку контролу кретања, пружајући стабилну и поуздану основу за динамичне операције четвороножног робота.
Богат улазно-излазни систем за интеграцију више уређаја:TER30R-A2 има наменски изграђену I/O архитектуру за четвороножне роботске системе, консолидујући зглобне погоне, уређаје за перцепцију, индустријске мреже и интерфејсе актуатора у једном контролеру. · 4 × CAN FD порта: Директна веза са више од 12 зглобних мотора и њиховим погонским системима за високо прецизно вишеосно синхронизовано управљање. · 3 × Gigabit Ethernet порта: EtherCAT подршка за детерминистичку индустријску Ethernet комуникацију у реалном времену. · 1 × 2.5GbE порт + 1 × GbE порт: 2.5GbE порт омогућава брзу интерконекцију са контролером перцепције, док GbE порт подржава унос података из LiDAR облака тачака. · 8 × USB интерфејси (3 × USB 5Gbps Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C и 4 × интерни USB 2.0 конектори): Подржавају истовремено повезивање LiDAR-а, камера за дубинско мерење, алата за пуштање у рад и других периферних уређаја. · 4 × преклопна RS-232/RS-485 серијска порта: Поуздана повезаност за IMU-ове, ултразвучне сензоре и друге периферне уређаје. · 8 × GPIO + 2 × PWM канала: Флексибилно проширење за контролу осветљења, излазе аларма и друге интерфејсе актуатора. · 1 × HDMI излаз + 1 × аудио интерфејс: Погодно за локално пуштање у рад и визуелизацију статуса.
Ултракомпактни дизајн за флексибилну интеграцију:Са димензијама од само 118,2 мм × 128,5 мм × 35 мм, контролер је изузетно компактан, дебљине отприлике једнаке пречнику новчића. Његово кућиште од алуминијума подржава монтажу носача и може се лако интегрисати у торзо робота или одељке за зглобове, чувајући драгоцени простор за батерије, сензоре и друге модуле. Интегрисани дизајн меморије и складиштења елиминише ризике од отпуштања конектора узроковане вибрацијама, обезбеђујући стабилан рад током динамичног рада и мисија на сложеном терену.
Бежично проширење за разноврсне примене:Контролер пружа M.2 Key-B слот (USB 5Gbps, 3042/3052 форм фактори, са Nano-SIM слотом) за 4G/5G модуле, као и M.2 Key-E слот (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) за Wi-Fi/Bluetooth модуле. Без обзира да ли је примењен на удаљеним подстаницама или за патроле у градским индустријским парковима, омогућава повезивање у реалном времену са клауд платформама и командним центрима.
Поузданост индустријског нивоа за динамичке операције високог интензитета:TER30R-A2 је пројектован за мобилна роботска окружења са високим вибрацијама и ударима, уз пружање рада у широком температурном опсегу, широког напона напајања и практичног одржавања на лицу места. · Радна температура: -10°C до 50°C; температура складиштења: -40°C до 80°C. · Валидирано путем 3G случајних вибрација и 30G удара за поуздан рад током трчања, скакања и савладавања препрека. · Широкоопсежни улаз од 12-28 VDC подржава системе батерија робота са различитим напонима. · Предња плоча садржи прекидач за напајање, дугме за опоравак система, дугме за ресетовање система и индикаторе статуса за ефикасно пуштање у рад и одржавање на лицу места.
Вредност достигнућа:
Прецизна и глатка контрола кретања:Контролна петља од 1.000 Hz са системским подрхтавањем испод 20 μs омогућава синхронизовану контролу по 36 оса, прецизно покретање зглобних мотора за природно трчање, скакање и окретање, уз одржавање стабилног држања на сложеном терену.
Свеобухватна интеграција са више уређаја:4 × CAN FD, 3 × EtherCAT-компатибилни Ethernet, 8 × USB и 4 × серијска порта омогућавају директну интеграцију зглобних мотора, LiDAR-а, дубинских камера, IMU-а и других уређаја без додатних модула за проширење, значајно поједностављујући архитектуру система..
Компактно постављање ослобађа драгоцени простор:Ултракомпактни облик од 118,2 мм × 128,5 мм × 35 мм лако се уклапа у торзо робота, остављајући више простора за батерије, сензоре и друге функционалне модуле.
Стабилан и поуздан при кретању високог интензитета:Интегрисани дизајн на нивоу плоче минимизира ризике од повезивања повезане са вибрацијама, док 3G вибрација и 30G валидација за ударце обезбеђују поуздан рад током трчања, скакања и савладавања препрека.
Лагано edge AI рачунарство:Интегрисани 6 TOPS NPU подржава лагану инференцију вештачке интелигенције на рубу терена, динамичко избегавање препрека и сличне функције, пружајући рачунарску основу за четвороножне роботе да еволуирају од аутономног кретања до аутономног доношења одлука.
