智能泳池清洁机器人导航方案
目前，泳池清洁机器人已成为一个备受关注的领域，吸引着众多公司的研发投入。这其中，以往涉足家用扫地机器人行业的公司为主导，因为泳池清洁机器人的智能化发展路径与家用扫地机器人相似，且技术仍处于起步阶段。与家用扫地机器人类似的一点是，目前泳池清洁机器人主要还采用随机式清洁方式，缺乏路径规划，清洁效率较低，未来将逐渐转向规划式清洁。不同之处在于泳池环境与家居环境迥然相异，因此传统的激光导航或视觉导航方式并不适用，未来惯性导航结合超声波技术可能成为主要的导航方式。
目前，超声波雷达主要用于避障等功能，因此惯性导航仍被视为泳池清洁机器人导航的可靠方式。泳池机器人主要清洁底部和墙壁，底部清洁由加速度传感器提供俯仰角数据，而墙壁清洁则类似过去的擦窗机器人。由于泳池机器人需要爬墙，结构上无法像家用扫地机器人一样设置前碰撞开关，因此目前通常通过监测俯仰角变化来判断接近墙壁，这导致每次机器人碰到墙壁都会有俯仰角变化，从而对偏航角精度造成干扰。因此，泳池机器人需要高精度的Z轴陀螺仪以及对X轴和Y轴同样的要求。
考虑到泳池清洁机器人的工作时间及要求，惯性导航系统对陀螺仪的精度需求也较高。一般家用泳池面积在20至50平方米左右，机器人移动速度较低，约为10厘米/秒，大约是家用扫地机器人的三分之一。清洁30平方米的泳池底部约需1小时，因此对陀螺仪的要求较高。推荐技术方案是采用惯性导航系统中常用的1个爱普生高精度陀螺仪+1个6轴陀螺仪传感器的方案。如果机器人需要频繁爬墙，该方案可能不太适用，需要使用更高端的IMU来导航。
为满足消费电子成本要求，爱普生联合第三方开发了SGPM01系列陀螺仪模块，实测表明在此类工作环境中能够达到1小时5度的偏差，满足行业普遍要求。SGPM01系列陀螺仪模块基于高性能陀螺仪传感器、加速度计和磁力计开发，内置3轴陀螺仪、3轴加速度计传感器和3轴地磁传感器。依赖高精度传感器、高性能处理器和先进的数字信号处理算法，可提供稳定的角速度、加速度、磁力计和姿态角数据输出。该模块支持SPI数据通讯，产品尺寸为24*22*8mm。SGPM01系列陀螺仪模块具有高精度的9轴陀螺仪模块输出，支持三轴加速度值、三轴角速度值、三轴地磁值和姿态角数据，提供UART和SPI数字通讯接口。考虑到实际使用和设置的差异，产品数据源自第三方实验室，实际数据可能有所偏差。
本文原创来源：电气TV网，欢迎收藏本网址，收藏不迷路哦！
添加新评论