Come i robot di servizio danno un senso all'ambiente circostante

Mar 20, 2023

Fondamentale per qualsiasi RVC è la sua capacità di muoversi con un alto grado di precisione. In questo caso, i controller motore integrati intelligenti HVC 4222F di TDK forniscono il controllo diretto di vari motori passo-passo e motori CC con spazzole (BDC) e senza spazzole (BLDC). Guidano i motori che fanno girare gli ingranaggi per garantire che le ruote muovano l'RVC nella giusta direzione. L'elevata precisione di questi dispositivi è di vitale importanza per garantire che l'aspirapolvere non vada fuori pista, sia che si utilizzino sensori o meno; sapere che la ruota gira di 90 gradi anziché di 88 gradi è essenziale per garantire che l'RVC sia dove pensa che sia per un certo periodo di tempo.

I sensori a ultrasuoni del tempo di volo (ToF), come CH101 e CH201, forniscono misurazioni accurate della portata di bersagli a distanze fino a 1,2 me 5 m, rispettivamente. Inviano un impulso ultrasonico e quindi ascoltano gli echi che rimbalzano sugli oggetti nel campo visivo del sensore (FoV). L'unità di elaborazione integrata calcola il ToF e l'unità di controllo esterna determina la distanza dagli oggetti. A differenza dei sensori ottici di distanza, i sensori a ultrasuoni funzionano in qualsiasi condizione di illuminazione, compreso il buio, e forniscono misurazioni precise al millimetro indipendentemente dal colore del bersaglio e possono rilevare oggetti trasparenti come il vetro. Nel robot aspirapolvere, il CH201 a lungo raggio può essere utilizzato per rilevare sia oggetti in movimento che fermi giorno e notte, deviando il suo percorso con largo anticipo per evitare una collisione. Il sensore ToF a ultrasuoni CH101 a raggio più corto può essere implementato nell'aspirapolvere robot per determinare diversi tipi di pavimento. Qui, l'ampiezza del segnale riflesso differisce se la superficie target è dura o morbida. Quando il robot aspirapolvere si sposta dal pavimento in legno a un'area con moquette, il sensore può istruire i motori ad accelerare poiché devono lavorare di più su questo tipo di pavimento. Questi sensori possono anche rilevare se l'aspirapolvere si trova in cima a una rampa di scale, evitandone una caduta.

Nozioni di base sul rilevamento a ultrasuoni

Molte soluzioni di navigazione per aspirapolvere robotici utilizzano la localizzazione e mappatura simultanea visiva (VSLAM) o la tecnologia Lidar per creare una mappa virtuale della stanza, consentendole di muoversi in modo più efficiente ed efficace. Tuttavia, se per qualsiasi motivo l'aspirapolvere viene sollevato e depositato in un luogo diverso, non saprà dove si trova. Dovrà quindi muoversi in una direzione casuale e, seguendo i muri, potrà ritrovare la sua nuova posizione rispetto alla mappa. Le unità di misurazione inerziale (IMU), come l'ICM-42688-P di TDK, possono aiutare a superare questo problema. Questi sensori di movimento a sei assi rilevano il rollio, il beccheggio e l'imbardata dei movimenti del robot aspirapolvere sia da una prospettiva lineare che rotatoria. Sulla base di questi movimenti, oltre alla mappatura della stanza, l'aspirapolvere può determinare la sua posizione precisa. E, se qualcuno lo prende e lo mette da qualche altra parte, sa dove si trova nello spazio reale. Per gli aspirapolvere robotici che non utilizzano la tecnologia di mappatura VSLAM o Lidar, la posizione e la navigazione possono essere determinate utilizzando la navigazione stimata. Combinando le misurazioni delle rotazioni delle ruote con le misurazioni inerziali dell'IMU e il rilevamento degli oggetti dai sensori ToF, l'aspirapolvere può orientarsi nella stanza.

Quando si implementa l'intelligenza artificiale (AI) con assistenza vocale, i microfoni, come il microfono digitale multimodale ICS-43434, diventano una tecnologia di sensori essenziale. Al momento il rumore dei motori e delle spazzole che girano dell'aspirapolvere è un po' forte. Tuttavia, quando diventano più silenziosi, gli algoritmi possono essere addestrati a ignorare questo rumore e ad ascoltare specificamente la voce dell'utente: chiedere all'aspirapolvere di pulire qualcosa o dirgli di spegnersi sono un paio di possibilità. Una soluzione alternativa potrebbe essere che, se il microfono rileva che viene parlato qualcosa, i controller del motore integrati nell'aspirapolvere, come l'HVC 4420F di TDK, possono rallentare o spegnere il motore per ascoltare il comando.