Автономные автомобили-роботы｜Knowledge Box｜Узнайте о технологиях с помощью TDK
Vol. 2 Роботизированные автомобили и сенсорные технологии приближают нас к автономному вождению
- фейсбук
- твиттер
- Линкедин
Ящик знаний
Люди, вещи и информация, связанные сетями — это век облаков. Наряду с развитием ИТС (интеллектуальных транспортных систем) и телематики автомобили и дороги также все больше объединяются в сеть, а разработка автономных систем вождения идет быстрыми темпами в различных местах по всему миру. Одной из ключевых технологий для реализации безопасного и приятного автономного вождения является сенсорная технология, которая позволяет точно определять положение автомобиля и периферийную информацию.
Роботизированный автомобиль ближайшего будущего — мобильный офис и мобильная гостиная
Удобство в том, что не нужно водить машину самому, — не единственное преимущество роботизированного автомобиля.
Достижения в области сенсорных технологий и обработки информации имеют большое значение для того, чтобы сделать роботизированные автомобили реальностью. Некоторые автомобили уже оснащены системами ACC (адаптивный круиз-контроль), которые могут поддерживать надлежащую дистанцию до впереди идущего автомобиля, автоматические тормозные системы для предотвращения столкновений, системы помощи при удержании полосы движения и другие вспомогательные функции, которые частично приближаются к области автономного вождения.
Роботизированные автомобили в настоящее время достигли уровня проведения экспериментов на дорогах общего пользования, практическая реализация которых намечена на вторую половину 2020-х годов. Предполагается, что автомобили ближайшего будущего будут больше похожи на движущиеся офисы и жилые комнаты. Как только автономное вождение будет реализовано и для грузовиков, модели автомобилизации и распределения товаров неизбежно претерпят серьезные изменения.
Лазерный радар для использования в качестве мощных «глаз» автомобиля-робота
Датчики, которые контролируют окрестности автомобиля для предотвращения аварий, используют различные технологии, такие как радар миллиметрового диапазона, инфракрасный радар, оптические камеры и т. д. Радар миллиметрового диапазона, использующий радиотехнологию, может идентифицировать объекты на довольно больших расстояниях и имеет то преимущество, что на него относительно не влияют факторы. таких как темнота, осадки, туман и т. д. Однако недостатком этой системы является низкое разрешение. Поскольку разрешение определяется длиной волны, также используются системы, использующие инфракрасный радар с более короткой длиной волны, чем радиоволны. Они обеспечивают лучшее разрешение, но их дальность распознавания сравнительно мала, и на них, как правило, неблагоприятно влияют плохие погодные условия. Поскольку каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, в системе мониторинга используется комбинация нескольких датчиков разных типов. Для роботизированного автомобиля, способного к автономному вождению, абсолютно необходимо точное определение положения автомобиля и периферийной ситуации.
Это означает, что такой автомобиль требует более способных «глаз», чем то, что было доступно до сих пор. Одной из возможностей является лазерный радар, также известный как LIDAR (Light Detection and Ranging). Принцип такой же, как у 3D-лазерного сканера, используемого для таких целей, как съемка конструкций, когда лазерный луч сканирует объект для измерения направления и расстояния до объекта. В случае роботизированного автомобиля такая система может быть установлена, например, на крыше для сканирования периферии по дуге 360 градусов, а также в вертикальном направлении. Данные облака точек, полученные таким образом, обрабатываются компьютером для создания трехмерной карты окружения в режиме реального времени, которая сравнивается с информацией о местоположении на основе GPS, картографическими данными и т. д., тем самым обеспечивая автономное вождение.
Роботизированный автомобиль превратился из мечты в реальность, но предстоит еще преодолеть серьезные препятствия. На дорогах общего пользования могут внезапно возникнуть непредвиденные ситуации, такие как стихийные бедствия, изменение погодных условий и т.
д. Поэтому по-прежнему требуется разработка искусственного интеллекта (ИИ), который позволяет гибко справляться с такими ситуациями в каждом конкретном случае.
Датчики угла поворота TMR от TDK способствуют экономичному вождению
В последние годы сенсорные технологии также вносят значительный вклад в экономию топлива в автомобилях. Четырехтактный двигатель автомобиля работает за счет всасывания и сжатия смеси воздуха и топлива. Когда поршень достигает верхней мертвой точки, искра от свечи зажигания воспламеняет смесь, которая воспламеняется и расширяется, тем самым толкая поршень вниз. ЭБУ (блок управления двигателем) рассчитывает оптимальное время и количество впрыскиваемого топлива на основе информации, поступающей от датчика угла поворота коленчатого вала.
Для датчиков угла поворота коленчатого вала и угла поворота кулачка используются различные принципы. Наиболее распространенным типом является беспроводной магнитный датчик, на который меньше влияют такие факторы, как износ и запыленность. К коленчатому валу и кулачковому валу прикреплен зубчатый генератор импульсов (ротор пульсатора), изготовленный из магнитного материала, а так, чтобы он был обращен к ротору, установлен беспроводной магнитный датчик, подвергающийся воздействию магнитного поля, создаваемого подмагничивающим магнитом.
Датчик угла поворота TMR, разработанный TDK, представляет собой применение передового ноу-хау в тонкопленочной технологии, полученного в результате длительного участия в производстве головок жестких дисков. В отличие от существующих типов датчик TMR характеризуется высокой чувствительностью и высоким выходным сигналом. Поэтому в качестве усовершенствованного датчика угла он подходит не только для определения угла поворота коленчатого вала и угла поворота кулачка, но также для использования в приводных двигателях электрических и гибридных электромобилей, а также в двигателях рулевого управления с электроусилителем и т.п.
Базовая сборка автомобиля-робота « osoyoo.com
Примечание: ВСЕ продукты OSOYOO для Arduino являются платами сторонних производителей, которые полностью совместимы с Arduino
Где купить комплект с аккумуляторами 18650e и зарядным устройством USB
| Купить в США | Купить в Великобритании | Купить в Германии | Купить в IT | Купить от Франции | Купить у ЕС | Купить от JP |
Где купить комплект с чехлами для батарей 9В и 18650
| Купить в США | Купить в Великобритании | Купить в Германии | Купить в IT | Купить от 9 франков0056 | Купить у ЕС | Купить от JP |
- Объектив
- Детали и устройства
- Установка оборудования
- Установка устройств
- Соединения
- Установка программного обеспечения:
- Тестирование
Добро пожаловать на первый урок умной машины!
В этом уроке по версии «Hello World» мы установим самую важную структуру в умную машину и запрограммируем машину на выполнение простых движений.
Если вы прошли тестовое движение этого урока, это означает, что плата, измеритель напряжения, модуль управления двигателем, двигатели, аккумуляторы, шасси и проводные соединения между этими частями работают нормально.
Поскольку все ваши эксперименты в будущих уроках основаны на структуре первого урока, очень важно правильно протестировать установку и образец кода в этом уроке.
| № | Изображение | Устройство | шт. | Аксессуары | Ссылка |
| 1 | Основная плата OSOYOO | 1 | Пластиковый винт M3 x 3 Пластиковая гайка M3 x 4 Пластиковая стойка M3 x 4 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 2 | Экран OSOYOO Uart WiFi V1.3 | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 3 | Модуль драйвера двигателя OSOYOO модель X | 1 | Пластиковый винт M3 x 4 Пластиковая гайка M3 x 4 Пластиковая стойка M3 x 4 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 4 | Вольтметр | 1 | Пластиковый винт M3 x 2 Пластиковая гайка M3 x 2 Пластиковая стойка M3 x 2 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 5 | Мотор-редуктор | 4 | Металлические держатели двигателей с винтами, 4 шт. | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 6 | Металлические держатели двигателей с винтами | 4 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 7 | Колесо | 4 | Винты для колес x4 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 8 | Верхнее шасси автомобиля | 1 | Винт с шестигранной головкой M3*10 x5 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 9 | Нижняя часть шасси автомобиля | 1 | Винт с шестигранной головкой M3*10 x5 Медная стойка M3*40 x5 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 10 | 3-контактный разъем «мама» на 3-контактный соединительный провод «мама» | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 11 | Перемычка с 6-контактного разъема «папа» на 6-контактный разъем «мама» | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 12 | 2-контактный кабель OSOYOO PnP, 20 см | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 13 | Крестовая отвертка | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 14 | Шестигранная отвертка | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 15 | 18650 батарейный отсек | 1 | Винт M3*10 x4 Гайка M3 x4 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 16 | Зарядное устройство для аккумулятора 18650 (дополнительно) | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 17 | 1 пара аккумуляторов 18650 (дополнительно) | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 18 | Батарейный отсек 9 В (дополнительно) | 1 | Винт M3*10 x4 Гайка M3 x4 | Нажмите здесь, чтобы купить | |
| 19 | Батарея 9 В (не включая) | 1 | Нажмите здесь, чтобы купить | ||
| 20 | Винты с шестигранной головкой M3*10 | 10 | |||
| 21 | Винт M3*10 | 4 | |||
| 22 | Гайка M3 | 4 | |||
| 23 | Медный столб | 5 | |||
| 24 | Винт для колеса | 4 | |||
| 25 | Пластиковый винт M3 | 9 | |||
| 26 | Пластиковая стойка M3 | 10 | |||
| 27 | Пластиковая гайка M3 | 10 |
Установка устройств
1) Снимите защитную пленку с верхнего и нижнего шасси автомобиля (Каждое шасси автомобиля имеет одну защитную пленку)
2) Закрепите 4 двигателя с помощью металлических держателей двигателя следующим образом (Пожалуйста, проверьте двигатель перед установкой металлических держателей двигателей)
3) Закрепите 4 двигателя на нижней части шасси автомобиля винтами с шестигранной головкой M3*10 с помощью шестигранной отвертки (винты для этого шага находятся в упаковке металлического держателя двигателя)
4) Установите модуль привода двигателя OSOYOO MODEL X на нижнюю часть шасси автомобиля с помощью 4 пластиковых винтов M3, пластиковых стоек и пластиковых гаек.
(Пожалуйста, убедитесь, что вы устанавливаете модуль драйвера двигателя OSOYOO MODEL X в правильном направлении.)
5) Установите вольтметр на низкое шасси автомобиля с помощью 2 пластиковых винтов M3, пластиковых стоек и пластиковых гаек
6) Закрепите базовую плату OSOYOO на верхней части шасси автомобиля с помощью 4 пластиковых винтов M3, пластиковых стоек и пластиковых гаек. (Пожалуйста, установите плату сбоку с печатью)
7) Есть два вида роботов, которые вы можете купить. Один с 2 аккумуляторными блоками (аккумуляторный блок 18650 и аккумуляторный блок 9 В), а другой — с 1 парой аккумуляторов 18650 и 1 зарядным устройством для 18650. Мы рекомендуем использовать аккумуляторы 18650 в качестве источника питания. Если вы хотите использовать 9Батарея V в качестве источника питания, пожалуйста, используйте перезаряжаемую батарею 9V. Не используйте угольно-цинковую батарею, так как она не может обеспечить достаточный ток для автомобиля-робота.
A) Закрепите аккумуляторный ящик на верхнем шасси с помощью 4 винтов M3 x 10 и гаек M3.
B) Установите аккумуляторный ящик на верхнюю часть корпуса с помощью 4 винтов M3 x 10 и гаек M3. (это те же винты и гайки для батарейного отсека 18650. Если у вас нет 9-вольтового батарейного отсека, пропустите этот шаг).
7) Вставьте экран OSOYOO Uart WIFI V1.3 на плату
Соединение
1) Подключите 4 двигателя к разъемам от K1 до K4 модуля драйвера двигателя OSOYOO MODEL X в соответствии со следующей диаграммой:
2) Подключите вольтметр к модулю драйвера двигателя OSOYOO MODEL X с помощью 3-контактной перемычки «мама-мама» провод, как показано на схеме подключения
3) Подключите 6 управляющих контактов модуля драйвера двигателя OSOYOO MODEL X к экрану OSOYOO Uart WiFi Shield V1.3 D6, D7, D8, D9, D11, D12 с помощью 6-контактной перемычки «папа» на 6-контакт «мама» и Гнездо 12V-GND к гнезду VIN-GND с 2-контактным кабелем PnP OSOYOO длиной 20 см, как показано на следующем графике 9.
0013
Предостережение:
При вставке/удалении этого 6-контактного разъема в 6-контактный штыревой разъем модели X, пожалуйста, держите пластиковый держатель контактов, чтобы выполнить операцию. Никогда не тяните за провода, чтобы вытащить вилку из розетки, иначе это повредит провода.
4) Подключите батарейный отсек (батарейный ящик для батарей 18650 или для батареи 9 В) к разъему VIN-GND на OSOYOO Uart WiFi Shield V1.3 в соответствии со схемой подключения ниже
5) Соедините верхнее шасси с нижним шасси с помощью пяти медные стойки и закрепите медные стойки с помощью 10 винтов с шестигранной головкой M3 * 10, затем установите 4 колеса на двигатели. (Пожалуйста, ослабьте винты на колесе, если некоторые из колес не двигаются)
Теперь установка оборудования почти завершена. Прежде чем мы установим батареи 18650 в коробку, нам нужно сначала записать образец кода на плату.
| Программное обеспечение Arduino с открытым исходным кодом (IDE) | Загрузите программное обеспечение здесь: https://www.  arduino.cc/en/Main/Software?setlang=en | |
| 7 zip — бесплатная утилита , которая распаковывает zip-файлы | Скачать 7zip здесь бесплатно https://www.7-zip.org/ |
Шаг 1: Установите последнюю версию DE (если у вас версия IDE после 1.1.16, пропустите этот шаг). Загрузите IDE с https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=en, затем установите программное обеспечение.
Шаг 2: Загрузите пример кода первого урока с https://osoyoo.com/driver/v2smartcar-lesson1.zip, разархивируйте загруженный zip-файл smartcar-lesson1.zip, вы увидите папку с именем v2smartcar-lesson1.
Шаг 3: Подключите плату к ПК с помощью USB-кабеля, откройте Arduino IDE -> щелкните файл -> нажмите «Открыть» -> выберите код «v2smartcar-lesson1.ino» в папке smartcar-lesson1, загрузите код в плату.
Шаг 4: Выберите соответствующую плату/порт для вашего проекта, загрузите скетч на плату.
Примечание:
1) Рекомендую аккумуляторы 18650, так как они обеспечивают бесперебойную работу автомобиля.
2) Батареи 18650, которые мы использовали на уроках, имеют длину около 65 мм (2,56 дюйма) без внутренней схемы защиты.
3) Прочтите инструкцию на упаковке и убедитесь, что полярность указана правильно, в противном случае это может привести к повреждению устройства и возникновению пожара.
Пожалуйста, установите аккумуляторы 18650 в батарейный отсек для 18650 в соответствии со следующей инструкцией:
Отсоедините автомобиль-робот от ПК, поместите аккумулятор в батарейный отсек. Когда вы ставите автомобиль на землю и включаете переключатель OSOYOO Uart WIFI Shield V1.3 и переключатель на аккумуляторном ящике, если вы устанавливаете аккумуляторный ящик для 18650, автомобиль должен двигаться вперед на 2 секунды, затем двигаться назад на 2 секунды, затем поверните налево на 2 секунды, затем поверните направо на 2 секунды, затем остановитесь.