Как правильно выбрать датчик для робота под разные условия окружающей среды

Подробности

Опубликовано 07.12.2022 10:50

Просмотров: 502

Роботы и автоматизированные механизмы широко используются как для эксплуатации внутри помещений, так и для наружного применения. Автономным роботизированным устройствам необходимо перемещаться в различных условиях, включая строительные площадки, фермы или даже заводские условия. Сенсорная технология позволяет им реагировать на окружающую среду и выполнять поставленную задачу. Однако роботы часто работают в суровых условиях, выполняя такие операции, как добыча полезных ископаемых, спасательные операции или геоаналитика. В этих средах существуют определённые условия, при которых точность датчиков снижается, как и навигационные возможности робота.

Одним из ключевых соображений при выборе идеального набора датчиков для таких промышленных роботов является их устойчивость к окружающим условиям, таким как температура, свет, осадки, помехи и дополнительные препятствия. Надёжность датчиков гарантирует, что робот перемещается по своему окружению, не получая никаких повреждений, и что процессы продолжаются непрерывно.

Вот некоторые важные факторы, которые необходимо учитывать при проектировании робота для работы в сложных суровых условиях.

Ключевые факторы при выборе датчика для условий недружественной окружающей среды

Электромагнитная интерференция

Электромагнитные помехи из окружающей среды могут мешать работе навигационной системы робота и вызывать просчёты или поломки. Электромагнитные помехи (EMI) или радиочастотные помехи (RFI) возбуждают датчик или цепи и приводят к выходу робота из строя. Также возможно, что кто-то злонамеренно манипулирует выходами датчиков, испуская электромагнитные волны. Когда производительность и безопасность зависят от роботов, крайне важно выбрать датчик, устойчивый к электромагнитным помехам. Разработчики могут гарантировать, что их датчик невосприимчив к таким помехам, проверив, соответствует ли он стандартам электромагнитной совместимости.

Внешние шумы, помехи и искажения

Из-за определённых факторов окружающей среды роботы могут испытывать проблемы с оценкой своего окружения, обнаружением препятствий и навигацией по окружающим маркерам. Например, туман, осадки, пыль и другие полупрозрачные объекты искажают восприятие сенсора и его способность точно отображать местоположение. Кроме того, когда лазерный датчик испускает луч для обнаружения объектов и вступает в контакт с прозрачным объектом, два луча могут возвращаться к датчику, либо ни одного. Это приводит к ложному суждению в оценке ситуации и нерешительности искусственного интеллекта. Лидарные датчики (LiDAR) с функцией мульти-эха помогают роботу обрабатывать данные от обеих обратных связей и лучше ориентироваться в окружающей обстановке.

Изменение температуры

Роботы, работающие в производственных цехах, горнодобывающих отраслях или исследовательских целях, должны проходить через интенсивные или изменяющиеся температурные условия. Если неправильно подобранные датчики используются при экстремально высоких или низких температурах, они быстро выходят из строя. Поэтому лучше выбрать датчики с широким диапазоном рабочих температур и предпочтительно добавить встроенную систему контроля температуры для предотвращения повреждений. Автоматические системы контроля срабатывают, когда температура окружающей среды и влажность превышают определённый порог. В холодных и морозных условиях встроенный обогреватель может помочь сохранить навигационную систему в целости, предотвратив её замерзание.

Рассеянный свет

Окружающий свет представляет собой серьёзную проблему для роботов, которые зависят от лазерных датчиков для точной навигации. Эти датчики испускают световые потоки в определённом направлении и оценивают расстояние до объекта путём вычисления времени, которое требуется лучу света, чтобы вернуться к датчику. Однако, когда роботы работают на открытом воздухе, рассеянный солнечный свет отрицательно влияет на точность этих получаемых данных. Таки помехи, вызванные окружающим освещением, прерывают этот процесс и не позволяют сканеру считывать отражённый луч. Чтобы избежать этого несоответствия, рекомендуется интегрировать датчики с высокой устойчивостью к солнечному свету.

Есть несколько причин, по которым мы используем роботов, связанных с производительностью или согласованностью. Тем не менее, одна из ключевых причин заключается также в том, что они позволяют нам делать то, что недоступно для человека или попадать в места, недоступные для людей. Часто удаётся предотвратить несчастные случаи и спасти множество жизней, используя роботов в спасательных целях. Например, чтобы усилить усилия по предотвращению экологического кризиса, сегодня существуют концепции, в которых говорится о роботах-уборщиках, погружающихся в глубины океана. Для того чтобы автоматизированная робототехника достигла зрелости и внесла позитивные изменения в жизнь людей, необходимо использовать более совершенные технологии.