Приклад застосування: APQ TER30R-A2 для чотириногого робота
Завдяки біоміметичному пересуванню та високій адаптивності до складної місцевості, чотириногі роботи швидко впроваджуються для інспекції енергоспоживання, патрулювання громадської безпеки, пожежогасіння та рятування, а також спостереження за промисловими парками. Однак у реальних умовах їх системи керування рухом стикаються з численними проблемами. Контролер повинен залишатися стабільним при високочастотній вібрації та різких змінах пози, синхронізувати понад 12 суглобових двигунів з високою точністю та розміщувати високопродуктивні обчислення у дуже обмеженій порожнині тіла, де має значення кожен міліметр простору.
Після кількох раундів оцінки продукту та ретельних польових випробувань, замовник обрав контролер руху «мозочок» APQ TER30R-A2 з втіленим інтелектом як основний блок керування рухом для свого чотириногого робота наступного покоління.
Виклик клієнта
Вимоги до жорсткого керування рухом у реальному часі:Біг, стрибки та повороти висувають суворі вимоги до циклу керування. На частоті керування 1000 Гц системне тремтіння має залишатися нижче 20 мкс, щоб забезпечити точну та плавну синхронізацію між кількома суглобами.
Інтеграція багатоінтерфейсних пристроївСистема повинна одночасно підключати LiDAR, камери глибини, IMU, понад 12 шарнірних двигунів та кілька датчиків, що вимагає контролера з широкими промисловими ресурсами вводу/виводу.
Обмеження надкомпактного простору:Простір усередині тулуба робота та відсіків для суглобів надзвичайно обмежений. Контролер повинен забезпечувати необхідну продуктивність у надтонкому, компактному форм-факторі, залишаючи більше місця для батарей, датчиків та інших функціональних модулів.
Міцна вібраційна та ударостійка стійкість:Під час бігу, стрибків та подолання перешкод робот постійно піддається сильній вібрації та ударам. Тому потрібна інтегрована конструкція на рівні плати, щоб запобігти розхитування роз'ємів під впливом вібрації.
Легкі периферійні обчислення зі штучним інтелектом:Контролер також потребує можливості виведення на основі периферійного штучного інтелекту для запуску легких алгоритмів розпізнавання місцевості, динамічного уникнення перешкод та аналогічних інтелектуальних функцій.
Рішення APQ
Точне керування рухом із 36-осьовою синхронізацією:TER30R-A2 оснащений восьмиядерним 64-бітним процесором Rockchip RK3588 з інтегрованим нейронним процесором 6 TOPS. Він підтримує синхронізоване керування до 36 осями. При частоті керування 1000 Гц системне тремтіння залишається нижче 20 мкс. Незалежно від того, чи координує кілька суглобів під час роботи, виконує швидкі повороти чи перетинає складну місцевість, контролер забезпечує точне та плавне керування рухом, забезпечуючи стабільну та надійну основу для динамічних операцій чотириногого робота.
Багатий ввід/вивід для інтеграції кількох пристроїв:TER30R-A2 має спеціально розроблену архітектуру вводу/виводу для чотириногих робототехнічних систем, об'єднуючи спільні приводи, пристрої сприйняття, промислові мережі та інтерфейси виконавчих механізмів в одному контролері. · 4 порти CAN FD: пряме підключення до більш ніж 12 спільних двигунів та їх систем приводу для високоточного багатоосьового синхронізованого керування. · 3 × гігабітні порти Ethernet: підтримка EtherCAT для детермінованого зв'язку в режимі реального часу через промисловий Ethernet. · 1 порт 2.5GbE + 1 порт GbE: порт 2.5GbE забезпечує високошвидкісне з'єднання з контролером сприйняття, тоді як порт GbE підтримує введення даних хмари точок LiDAR. · 8 × USB-інтерфейсів (3 × USB 5 Гбіт/с Type-C, 1 × USB 2.0 Type-C та 4 × внутрішні роз'єми USB 2.0): підтримка одночасного підключення LiDAR, камер глибини, інструментів для введення в експлуатацію та інших периферійних пристроїв. · 4 × перемикані послідовні порти RS-232/RS-485: надійне підключення для інерційних модулів (IMU), ультразвукових датчиків та інших периферійних пристроїв. · 8 × GPIO + 2 × PWM канали: Гнучке розширення для керування освітленням, виходів сигналізації та інших інтерфейсів виконавчих механізмів. · 1 × вихід HDMI + 1 × аудіоінтерфейс: зручно для локального введення в експлуатацію та візуалізації стану.
Ультракомпактний дизайн для гнучкої інтеграції:Контролер, розміром лише 118,2 мм × 128,5 мм × 35 мм, є надзвичайно компактним, а товщина приблизно дорівнює діаметру монети. Його повністю алюмінієвий корпус дозволяє кріплення на кронштейнах і його можна легко інтегрувати в тулуб робота або відсіки для суглобів, зберігаючи цінний простір для батарей, датчиків та інших модулів. Вбудована конструкція інтегрованого сховища та пам'яті усуває ризики роз'єднання роз'ємів, спричинені вібрацією, забезпечуючи стабільну роботу під час динамічного руху та місій на складній місцевості.
Розширення бездротового зв'язку для різноманітних розгортань:Контролер має слот M.2 Key-B (USB 5 Гбіт/с, форм-фактори 3042/3052, зі слотом Nano-SIM) для модулів 4G/5G, а також слот M.2 Key-E (PCIe 2.0 ×1 + USB 2.0) для модулів Wi-Fi/Bluetooth. Незалежно від того, чи розгортається він на віддалених підстанціях, чи для патрулювання міських промислових парків, він забезпечує підключення до хмарних платформ та командних центрів у режимі реального часу.
Надійність промислового рівня для високоінтенсивних динамічних операцій:TER30R-A2 розроблений для мобільних роботів з високим рівнем вібрації та ударів, забезпечуючи роботу в широкому діапазоні температур, широку напругу живлення та зручне обслуговування на місці. · Робоча температура: від -10°C до 50°C; температура зберігання: від -40°C до 80°C. · Перевірено випробуваннями на випадкову вібрацію 3G та удар 30G для надійної роботи під час бігу, стрибків та подолання перешкод. · Широкодіапазонний вхід 12-28 В постійного струму підтримує роботизовані акумуляторні системи з різною номінальною напругою. · На передній панелі є вимикач живлення, кнопка відновлення системи, кнопка скидання системи та індикатори стану для ефективного введення в експлуатацію та обслуговування на місці.
Ціннісні досягнення:
Точне та плавне керування рухом:Контур керування з частотою 1000 Гц та системним тремтінням менше 20 мкс забезпечує синхронізоване 36-осьове керування, точно керуючи двигунами суглобів для природного бігу, стрибків та поворотів, зберігаючи при цьому стабільну позу на складній місцевості.
Універсальна інтеграція з кількома пристроями:4 × CAN FD, 3 × Ethernet з підтримкою EtherCAT, 8 × USB та 4 × послідовні порти забезпечують пряму інтеграцію шарнірних двигунів, LiDAR, камер глибини, IMU та інших пристроїв без додаткових модулів розширення, що значно спрощує архітектуру системи..
Компактне розгортання звільняє цінний простір:Ультракомпактний форм-фактор 118,2 мм × 128,5 мм × 35 мм легко поміщається всередині тулуба робота, залишаючи більше місця для батарей, датчиків та інших функціональних модулів.
Стабільний та надійний за умов високоінтенсивного руху:Інтегрована конструкція на рівні плати мінімізує ризики з'єднання, пов'язані з вібрацією, а перевірка на вібрацію 3G та ударостійкість 30G забезпечує надійну роботу під час бігу, стрибків та подолання перешкод.
Легкі периферійні обчислення зі штучним інтелектом:Інтегрований нейронний процесор 6 TOPS підтримує легкий граничний штучний інтелект для розпізнавання місцевості, динамічного уникнення перешкод та аналогічних функцій, забезпечуючи обчислювальну основу для еволюції чотирилапих роботів від автономного пересування до автономного прийняття рішень.
