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EPSON角速度传感器在扫地机器人上应用

2017-11-06

       在智能家居中,扫地机器人将是必不可少的成员。而扫地机器人则要求更智能化。高效率是要求的一方面,最好能达到自动导航,而高效的扫地机器人要想完全胜任家庭扫地的重运,其中一个关键零部件是非常重要的,那就是角速度传感器,而角速度传感器应用在扫地机器人上也直接助推了扫地机器人的爆发。
角速度传感器也称为陀螺仪,陀螺仪检测原理是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置,此为机械陀螺仪。EPSON 陀螺仪采用双T型晶体做为检测角速度的材料,属于电子式的一种,当芯片做一定角度旋转,内部T型晶体产生形变,压力改变后产生电压,芯片检测到电压改变后做相应输出。
       扫地机器人设备由主控器MCU、距离传感器、陀螺仪、电源、吸尘器等组成,在清扫机的顶部共设有距离传感器;扫地机器人底部前方边沿安有接近开关,接近开关与距离传感器一起,构成清扫机测距系统;利用距离角速度传感器判断某次单向清扫途中是否有障碍物。陀螺仪在扫地机器人的功能,主要是判断出机器人的行走方向,配合室内定位系统,行走电机的运行状况,可以准确定位出XOY坐标。在绕过障碍物行走时,记录绕行方向,避免机器人重复行走,免除重复清扫,提高清扫效率。通过软件计算出机器人行走路线,可做行程记录,通过清扫路径覆盖算法,完成扫地规划并且保存起来;运动过程中,可检测机器人水平转动与水平位置,调整机身运行状态。


       在扫地机器人需要充电的时候,可以通过自身XOY坐标,快速回到充电站;充电完成后,还可以通过行程记录,回到扫地处继续进行清扫,效率大为提高。对于凹型或者死角地形,在清扫过程中做行程记录,可顺利清扫。坐标计算方法,扫地机器人所用角速度传感器:包括陀螺仪、红外传感器、碰撞检测模块、浮动开关模块、沿边行走检测模块,各功能传感器模块配合工作,能提高产品综合性能。通过陀螺仪方向和电机行走路线,可以计算出移动变量。在当前时间内,左轮轮子行走的距离为Δr,右轮行走的距离为Δl,两轮的轴间距为d ,则机器人当前时间内行走的距离Δs = (Δr + Δl)/2,转过的角度(设定初始角度为0°)为Δθ = (Δr* Δl)/d,则当前坐标计算为Δx = Δs * cos(Δθ),Δy = Δs * sin(Δθ)。
      在传感器的选用上,需要注意以下方面:精度高,重复性好。机器人角速度传感器的精度直接影响机器人的工作质量。机器人的工作环境是不定和未知的,在运行中可能会有来自外在的干扰存在。而用于检测和控制机器人运动的角速度传感器是控制机器人定位精度的基础。机器人能否准确无误地正常工作,很大程度上取决于角速度传感器的测量精度,稳定性好、可靠性高。机器人传感器的稳定性和可靠性是保证机器人能够长期稳定可靠地工作的必要条件,抗干扰能力强,因此角速度传感器应用在扫地机器人上是一项非常完美的技术创新。针对扫地机器人传感器模组等领域的需要,爱普生还特别推出了内置XV7001BB或XV7011BB单轴角速度传感器的GGPM01/02陀螺仪模块,为清扫机器人提供了一个低成本、高可靠性的传感解决方案;以其超低漂移、高分辨率和精度、低功耗、小尺寸成为清洁机器人的首选陀螺仪模组。
      EPSON 陀螺仪的选型点击以下链接:

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