Como os robôs de serviço entendem seus arredores

Mar 20, 2023

Fundamental para qualquer RVC é sua capacidade de se mover com alto grau de precisão. Aqui, os controladores de motor embutidos inteligentes HVC 4222F da TDK fornecem controle direto de vários motores de passo e motores CC com escovas (BDC) e sem escovas (BLDC). Eles acionam os motores que giram as engrenagens para garantir que as rodas estejam movendo o RVC na direção certa. A alta precisão desses dispositivos é de vital importância para garantir que o limpador não saia do caminho, independentemente de você usar sensores ou não; saber que a roda está girando 90 graus em vez de 88 graus é essencial para garantir que o RVC esteja onde pensa que está durante um determinado período de tempo.

Os sensores ultrassônicos de tempo de voo (ToF), como o CH101 e o CH201, fornecem medições de alcance precisas para alvos em distâncias de até 1,2 m e 5 m, respectivamente. Eles enviam um pulso ultrassônico e ouvem os ecos refletidos nos objetos no campo de visão (FoV) do sensor. A unidade de processamento integrada calcula o ToF e a unidade de controle externa determina a distância até os objetos. Ao contrário dos sensores ópticos de distância, os sensores ultrassônicos funcionam em qualquer condição de iluminação, inclusive no escuro, e fornecem medições com precisão milimétrica independentemente da cor do alvo e podem detectar objetos transparentes, como vidro. No aspirador robótico, o CH201 de longo alcance pode ser usado para detectar objetos em movimento e estacionários dia e noite, desviando sua rota com bastante antecedência para evitar uma colisão. O sensor ToF ultrassônico CH101 de alcance mais curto pode ser implementado no aspirador robótico para determinar diferentes tipos de piso. Aqui, a amplitude do sinal refletido difere se a superfície do alvo for dura ou macia. Quando o aspirador robótico se move do piso de madeira para uma área acarpetada, o sensor pode instruir os motores a acelerar, pois precisam trabalhar mais nesse tipo de piso. Esses sensores também podem detectar se o limpador está no topo de uma escada, evitando uma queda.

Noções básicas de detecção ultrassônica

Muitas soluções de navegação de aspiradores robóticos usam localização e mapeamento simultâneo visual (VSLAM) ou tecnologia lidar para criar um mapa virtual da sala, permitindo que ela se mova de maneira mais eficiente e eficaz. No entanto, se o limpador for levantado e colocado em um local diferente por qualquer motivo, ele não saberá onde está. Ele precisará, portanto, se mover em uma direção aleatória e, ao traçar as paredes, poderá redescobrir sua nova localização em relação ao mapa. Unidades de medição inercial (IMUs), como o ICM-42688-P da TDK, podem ajudar a superar esse problema. Esses sensores de movimento de seis eixos analisam os movimentos de rotação, inclinação e guinada do aspirador robótico de uma perspectiva linear e rotacional. Com base nesses movimentos, além do mapeamento da sala, o aspirador pode determinar sua localização precisa. E, se alguém o pegar e colocar em outro lugar, ele saberá onde está no espaço real. Para aspiradores de pó robóticos que não usam a tecnologia de mapeamento VSLAM ou lidar, a posição e a navegação podem ser determinadas usando o cálculo inativo. Ao combinar as medições das rotações das rodas com as medições inerciais da IMU e a detecção de objetos dos sensores ToF, o limpador pode se orientar na sala.

Ao implementar inteligência artificial (IA) com assistência de voz, microfones, como o microfone digital multimodo ICS-43434, tornam-se uma tecnologia de sensor essencial. No momento, o ruído dos motores e das escovas giratórias do aspirador é um pouco alto. No entanto, quando eles ficam mais silenciosos, os algoritmos podem ser treinados para desconsiderar esse ruído e ouvir especificamente a voz do usuário - chamar o aspirador de pó para limpar algo ou dizer para desligar são algumas possibilidades. Uma solução alternativa poderia ser que, se o microfone perceber que algo está sendo falado, os controladores de motor embutidos do limpador, como o HVC 4420F da TDK, podem desacelerar ou desligar o motor para ouvir o comando.