서비스 로봇이 주변 환경을 이해하는 방법

Mar 20, 2023

모든 RVC의 기본은 높은 정확도로 이동할 수 있는 능력입니다. 여기에서 TDK의 지능형 HVC 4222F 내장형 모터 컨트롤러는 다양한 스테퍼 모터와 브러시형(BDC) 및 브러시리스(BLDC) DC 모터를 직접 제어할 수 있습니다. 바퀴가 RVC를 올바른 방향으로 움직이는지 확인하기 위해 기어를 돌리는 모터를 구동합니다. 이러한 장치의 높은 정확도는 센서 사용 여부에 관계없이 청소기가 궤도를 벗어나지 않도록 하는 데 매우 중요합니다. 바퀴가 88도가 아닌 90도 회전한다는 사실을 아는 것은 RVC가 일정 시간 동안 있다고 생각하는 위치에 있는지 확인하는 데 필수적입니다.

CH101 및 CH201과 같은 초음파 ToF(비행 시간) 센서는 각각 최대 1.2m 및 5m 거리의 ​​대상에 대한 정확한 범위 측정을 제공합니다. 초음파 펄스를 보낸 다음 센서의 시야(FoV)에 있는 물체에서 반사되는 에코를 듣습니다. 내장된 처리 장치는 ToF를 계산하고 외부 제어 장치는 물체까지의 거리를 결정합니다. 광학 거리 센서와 달리 초음파 센서는 어두운 곳을 포함한 모든 조명 조건에서 작동하며 대상의 색상에 관계없이 밀리미터 단위의 정확한 측정값을 제공하고 유리와 같은 투명한 물체를 감지할 수 있습니다. 로봇 청소기에서 장거리 CH201은 밤낮으로 움직이는 물체와 정지된 물체를 모두 감지하는 데 사용할 수 있으며 충돌을 피하기 위해 미리 경로를 벗어날 수 있습니다. 더 짧은 범위의 CH101 초음파 ToF 센서를 로봇 청소기에 구현하여 다양한 바닥 유형을 확인할 수 있습니다. 여기서 반사된 신호의 진폭은 대상 표면이 단단한지 부드러운지에 따라 달라집니다. 로봇 청소기가 나무 바닥에서 카펫이 깔린 곳으로 이동할 때 센서는 모터가 이 바닥 유형에서 더 열심히 일해야 하므로 속도를 높이도록 지시할 수 있습니다. 이 센서는 또한 추락을 방지하기 위해 청소기가 계단 꼭대기에 있는지 여부도 감지할 수 있습니다.

초음파 감지 기본 사항

많은 로봇청소기 내비게이션 솔루션은 시각적 동시 위치 파악 및 매핑(VSLAM) 또는 LiDAR 기술을 사용하여 방의 가상 지도를 구축하여 보다 효율적이고 효과적으로 이동할 수 있도록 합니다. 하지만 어떤 이유로든 청소기를 들어 다른 곳에 내려놓으면 어디에 있는지 알 수 없습니다. 따라서 무작위 방향으로 이동해야 하며 벽을 추적하여 지도를 기준으로 새로운 위치를 재발견할 수 있습니다. TDK의 ICM-42688-P와 같은 관성 측정 장치(IMU)는 이 문제를 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 6축 모션 센서는 선형 및 회전 관점에서 로봇 청소기의 움직임의 롤, 피치 및 요를 측정합니다. 이러한 움직임과 공간 매핑을 기반으로 진공청소기는 정확한 위치를 결정할 수 있습니다. 그리고 누군가가 그것을 집어 다른 곳에 놓으면 그것이 실제 공간 어디에 있는지 알 수 있습니다. VSLAM이나 LiDAR 매핑 기술을 사용하지 않는 로봇 청소기의 경우 추측 항법을 사용하여 위치와 탐색을 결정할 수 있습니다. 바퀴 회전의 측정값과 IMU의 관성 측정값, ToF 센서의 물체 감지 기능을 결합하여 청소기가 실내에서 방향을 잡을 수 있습니다.

음성 지원으로 인공 지능(AI)을 구현할 때 ICS-43434 다중 모드 디지털 마이크와 같은 마이크는 필수 센서 기술이 됩니다. 현재는 모터 소음과 청소기의 브러시 돌아가는 소리가 좀 큽니다. 그러나 더 조용해지면 알고리즘은 이 소음을 무시하고 특히 사용자의 목소리를 듣도록 훈련될 수 있습니다. 진공 청소기에게 무언가를 치우라고 요청하거나 종료하라고 말하는 것은 몇 가지 가능성이 있습니다. 대안적인 해결책은 마이크가 말하는 내용을 감지하면 TDK의 HVC 4420F와 같은 청소기에 내장된 모터 컨트롤러가 명령을 듣기 위해 모터 속도를 늦추거나 끄는 것입니다.