Zasada i zastosowanie czujników ultradźwiękowych w robotach sprzątających
Robot Vacuum Cleaner 4.0 został wyposażony w nowy czujnik — czujnik ultradźwiękowy, który rozwiązuje problem rozpoznawania podłóg i dywanów.
Czym jest czujnik ultradźwiękowy?
Czujnik ultradźwiękowy to urządzenie, które zamienia sygnały ultradźwiękowe na inne sygnały energetyczne (zwykle sygnały elektryczne). Fale ultradźwiękowe to fale mechaniczne o częstotliwości drgań wyższej niż 20 kHz i długości fali przekraczającej zakres słyszalności ludzkiego ucha (20 Hz ~ 20 kHz). Charakteryzują się wysoką częstotliwością, krótką długością fali, minimalną dyfrakcją, szczególnie dobrą kierunkowością i zdolnością do rozprzestrzeniania się kierunkowo jak promienie. W codziennym środowisku są prawie odporne na zakłócenia, z wyjątkiem fal spójnych i nie stanowią żadnego zagrożenia dla ludzi.
Jego zastosowania w medycynie, motoryzacji, dronach i innych gałęziach przemysłu są bardzo szerokie.
Czujniki ultradźwiękowe są również powszechnie stosowane w samochodach i dronach.
Na przykład czujniki parkowania tyłem.
Dlaczego roboty odkurzające potrzebują czujników ultradźwiękowych?
W rzeczywistości czujniki ultradźwiękowe pomagają robotom odkurzającym „identyfikować” dywany. Po wyposażeniu w czujnik ultradźwiękowy robot odkurzający może określić rodzaj materiału podłogi.
W przypadku natrafienia na gładką podłogę, dzięki trybowi odbicia, fale ultradźwiękowe są minimalnie pochłaniane przez podłogę, a czujnik wykrywa ciągłe „odbijanie się” fal.
Jednak gdy robot napotyka dywan z włóknami, w trybie nieodbiciowym fale ultradźwiękowe są pochłaniane przez materiały o silnych właściwościach pochłaniania dźwięku, takie jak filc, wełna, bawełna lub pianka gąbczasta. W tym momencie robot odkurzający nie odbiera echa i rozpoznaje, że zbliża się do obszaru pokrytego dywanem.
Dlaczego warto wybrać detekcję ultradźwiękową zamiast najbardziej zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji (AI) do wykrywania obiektów?
Jeśli wykrywanie obiektów przez sztuczną inteligencję opiera się na „wizji”, to czujniki ultradźwiękowe działają bardziej jak wykrywanie „dotykowe”.
Rzeczywista skuteczność wykrywania obiektów przez sztuczną inteligencję zależy od wielu czynników, takich jak oświetlenie, kolor dywanu, kąt wykrywania, szybkość przetwarzania w czasie rzeczywistym i rozdzielczość kamery.
Na przykład w warunkach słabego oświetlenia i ciemnych dywanów, AI prawdopodobnie błędnie zidentyfikuje dywan jako podłogę. Jednak ze względu na zasadę działania czujników ultradźwiękowych, nie są one dotknięte tymi czynnikami, co pozwala uniknąć takich błędnych osądów.
Polecane czujniki ultradźwiękowe
Zakres detekcji: 20-120 mm Zakres detekcji: 20-200 mm Materiał: niklowanie miedzią Typ połączenia: złącze M12 4-pinowe
Zakres detekcji: 100-2000 mm, 200-4000 mm, 350-6000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
Zakres detekcji: 30-300 mm, 50-500 mm, 60-1000 mm Materiał: niklowanie miedzią, okucia plastikowe Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
Zakres detekcji: 100-2000 mm, 150-3000 mm Materiał: akcesoria plastikowe, wypełnione żywicą epoksydową Typ połączenia: złącze M12 5-pinowe
