自主移动机器人设计的需要注意的几点

来源:新闻资讯   发表日期:2023-11-08 16:56:12 浏览次数:1

  是自主移动机器人(AMR)的关键支持技术,使它们能清楚看到、感知现实世界并与之互动。想要达到这个目标,便需要用不同类型的传感器,包括

  AMR需要能够感知与监控环境并与其交互,其中的图像传感器和图像信号处理器可为AMR提供视觉感知,以导航其环境并检测和识别物体。此外,位置传感器则用于测量AMR轮子和其他运动部件的旋转,使其能够准确跟踪其三维位置和方向。超声波和红外传感器则用于测量远程物体的距离,使AMR能够检测障碍物并避免碰撞。

  发光二极管LED)等照明技术则可使AMR能够在充满挑战的环境中导航、通信和操作,它们还可用于发出信号并指示机器人的状态或方向。选择AMR照明技术时要考虑的性能特征包括亮度、色温和功耗等参数。LED控制器和驱动器是监控LED中流动的电流,并使它们能够发出特定强度和波长的光的组件。LED驱动电路使用高侧和低侧功率MOSFET来打开和关闭LED电流,并提供过压和过流保护,同时确保LED驱动电路的稳定性。

  通信技术使AMR能够向别的设备和系统传输数据并接收命令,选择AMR通信技术时要考虑的参数包括其工作范围、数据速率、功耗和安全性。通信的操作范围必须充足长,以便能够以可接受的速度与周围环境中的别的设备和系统来进行通信。收发器的功耗必须尽可能低,以延长电池使用寿命,而安全性对于防止AMR数据和命令被损坏至关重要。

  低功耗蓝牙(Bluetooth LE)无线通信技术专为低功耗而设计,很适合电池供电的设备。该协议支持一系列数据传输速率,用于在AMR和别的设备之间传输传感器数据和控制信号。低功耗蓝牙还可用于室内定位系统,使AMR能够在动态环境中导航。另一方面,通信协议则可提供实时控制和协调多个AMR所需的高速通信功能。

  另一方面,运用VLC技术可允许AMR与别的设备和人员安全地通信。由于可见光谱为430 THz至790THz,VLC不可能影响附近的无线技术,如低功耗蓝牙、Zigbee、超宽带(UWB)和Wi-Fi。此外,VLC相对更为安全,因为它本质上仅限于视线内进行传输。

  AMR的全部目的是与现实世界积极互动,安森美则能支持设计人员选择最佳的照明、传感和连接解决方案来实现这一目标。

  安森美可提供相当多样的图像传感器选择,包括全局快门和卷帘快门图像传感器。在AMR应用中,安森美的AR0234CS图像传感器采用了全新创新的全局快门像素设计,该设计经过优化,能够以每秒120帧的全分辨率准确、快速地捕捉移动场景。该传感器在低光和明亮场景中都能生成清晰、低噪声的图像。

  AR0234CS是一款1/2.6英寸2Mp CMOS数字图像传感器,具有1920 (H) x 1200 (V)的有源像素阵列。它包括复杂的相机功能,例如自动曝光控制、窗口、行跳跃模式、列跳跃模式、像素合并以及视频和单帧模式。它可通过简单的两线串行接口进行编程。AR0234CS具有行业领先的全局快门效率,可生成极其清晰锐利的数字图片,并且其捕获连续视频和单帧的能力,使其成为各种应用的完美选择,包括扫描、自主移动、监控和工业质量控制。

  AR0234CS具有一流的全局快门效率,拥有低暗电流/热像素的特性,支持高线性满井、低运行功率、小尺寸的优势,内置统计引擎,以及多种功能模式,包括行和列跳过模式、像素合并等功能。

  安森美的NCS32100则是一款集精度和速度于一身的工业旋转位置传感器。它具有38mm传感器,并可在6,000 RPM时提供±50角秒的精度。对精度较低的应用,它能支持高达100,000 RPM的速度。这款新器件采用专利的感应式位置传感方法,很适合工业和机器人应用。

  NCS32100提供全功能控制器和传感器接口,与印刷电路板传感器配合使用时可实现高分辨率、高精度角度传感。NCS32100具有灵活的配置功能,允许连接到各种电感式传感器模式,并提供各种数字输出格式。与传统位置传感器解决方案相比,电感传感技术具有独特的优势,适用于包括但不限于对温度不敏感、机械简化和对污染物不敏感等场合。

  NCS32100支持2.5MHzUART接口,可用于连接半双工RS-485驱动器,全精度最大速度可达6000 RPM,最大功能转子速度可高达45000 RPM,支持2.7V - 5.5V电源电压范围,并支持电池备份以进行多圈计数跟踪,传感器接口高度可配置(最多8个通道),通过可编程的过温阈值报告内部器件温度,以及通过可编程低电池阈值报告备用电池电压,外部主数据采集命令响应时间仅有3µs,满工作电流仅有80mA,支持自校准功能,拥有20位位置分辨率与24位多圈分辨率,支持延迟取消功能。

  安森美的NVC7685 LED线是智能LED驱动器,很适合AMR照明应用。

  NVC7685支持12个具有公共基准的线性可编程恒流源,电流高达60 mA,并允许128个不同的脉宽调制(PWM)可调占空比级别,可通过PC对每个通道进行独立PWM占空比控制,以及通过I2C进行通用PWM占空比控制。NCV7685可通过I2C串行接口进行编程,PWM频率能在四种不同的配置中做出合理的选择,包括150、300、600和1200 Hz。

  NVC7685可与使用I2C总线的微控制器应用一起使用,也可在独立应用中使用,在独立应用中可以在2种不同的静态配置设置之间做出合理的选择。该器件还为负载高达1 mA的应用提供3.3 V参考电压,LED的亮度级别可使用外部电阻器轻松编程,每个通道都有一个内部电路,可通过可选的自动恢复模式来检测开路负载条件。如果一个驱动器处于开路负载状态,则能够准确的通过可编程位设置关闭所有其他通道。该器件采用小尺寸的SSOP24−EP封装。

  NCL31000则是一款针对灯具应用的智能LED驱动器,它使用可见光作为载体,支持VLC和室内定位功能,可传输高达10kb/s的单向数据,具有高效3A降压LED驱动器,支持高带宽模拟和PWM调光(低至零电流)、两个辅助DC-DC转换器,为微控制器和其他传感器供电,以及诊断功能可用于测量输入和输出电流和电压、LED温度以及DC-DC电压。

  NCL31000还集成了高精度计量(±1%)与3.3V降压转换器,以及可调2.5至24V降压转换器,支持I2C或SPI串行接口。NCL31001则是一个精简功能版本,可实现多通道解决方案。

  安森美的RSL15是一款经过蓝牙5.2认证的收发器,适用于易于实施的低功耗蓝牙无线应用,支持AOA(到达角)和AOD(出发角)关键功能,以实现精确的室内定位。高度集成的无线电片上系统(SoC),优化了系统尺寸和电池寿命。

  RSL15是一款基于ARMCortex-M33处理器的超低功耗安全Bluetooth LE 5.2无线微控制器(MCU)和自定义协议的2.4 GHz收发器,专为工业和医疗应用中的互联智能设备而设计。RSL15具有内置电源管理、宽电源电压范围、灵活的GPIO和时钟方案以及广泛的外设,为高性能和超低功耗应用提供了最大的设计灵活性。RSL15包括80 kBRAM,并提供284 kB或512 kB闪存选项。安森美并推出RSL15评估和开发板(EVB),设计用于与RSL15软件开发套件配合使用。它旨在评估RSL15的性能和功能,以及开发、演示和调试该器件的软件应用程序。

  安森美的NCN26010是一款10BASE-T1S工业以太网收发器,可使用现有双绞线布线为工业应用实现多点以太网通信。该器件符合IEEE 802.3cg标准,包括媒体访问控制器(MAC)、PLCA协调子层(RS),和专为工业多点以太网设计的10BASE−T1S PHY。它提供所有物理层功能,通过单根非屏蔽双绞线传输和接收数据,并能使用开放联盟MACPHY SPI协议与主机MCU进行通信。

  NCN26010具备增强抗噪模式,ENI将抗扰度扩展到远高于IEEE T1S标准的值,并允许NCN26010承受最坏情况下的DPI和BCI抗扰度测试,启用后可显着提高网络覆盖范围,几乎比竞争对手好2倍。NCN26010独有的最低线路引脚电容,一流的线路引脚电容允许每段最多数量的节点,在25米网段上支持多达40个节点,远高于IEEE最低标准,可降低布线、连接器和安装成本。

  随着传感与定位技术的成熟,AMR能够应对更复杂的环境,使其实用性大幅度的提高,应用与市场也慢慢变得宽广。安森美可提供关键的图像传感器、位置传感器、照明与通信器件,能够很好的满足AMR设计的关键需求。安森美并提供全套的开发工具与技术上的支持,将能帮助客户加快AMR的开发速度,抢占市场商机。

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