Elektroniknet Logo

Millimeterwellen-Technologie

Radarsensoren für die Robotik


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Einsatzgebiete der mmWave-Sensoren von TI

Erkennung von Glasscheiben 

Wand- und Trennflächen aus Glas finden zunehmend Einsatz in der modernen Architektur. Roboter, die den Boden saugen oder wischen, müssen diese Oberflächen erkennen, um Kollisionen zu vermeiden. Kamera- oder IR-Sensoren haben damit Schwierigkeiten. Dagegen können mmWave-Sensoren das Vorhandensein sowohl von Glaswänden als auch von den dahinter liegenden Materialien erkennen. 

Messung der Bodengeschwindigkeit 

Genaue Wegdaten sind unverzichtbar für die autonome Bewegung einer Roboterplattform. Derartige Informationen lassen sich einfach durch Messung der Rad- oder Riemenumdrehungen der Roboterplattform ableiten. Ein solches Verfahren ist zwar kostengünstig, lässt sich jedoch einfach aus dem Tritt bringen, wenn die Räder auf losem Schotter, Schmutz oder auf nassen Oberflächen durchdrehen. Aufwendigere Systeme können äußerst genaue Wegmessungen durch eine zusätzliche IMU erreichen, die manchmal durch GPS erweitert
wird. mmWave-Sensoren können den Robotern zusätzliche Wegstreckendaten bereitstellen, die sich auf unebenem Gelände bewegen oder starke Nick- oder Gierbewegung des Fahrwerks aufweisen. Hierzu senden sie Signaltöne zum Boden und messen die Dopplerverschiebung des Rückkehrsignals. 

Ob der Radarstrahl auf der Plattform nach vorne oder nach hinten gerichtet ist, ist applikationsabhängig. Wird der Radarstrahl nach vorne gerichtet, kann der mmWave-Sensor gleichzeitig auch Oberflächenkanten erfassen und einen unwiederbringlichen Verlust der Plattform vermeiden, beispielsweise beim Fallen von der Versandplattform in einem Lager. Wird der Radarstrahl hinter die Plattform gerichtet, lässt sich der Sensor in deren Schwerpunkt anbringen, um den Nick- und Giereffekt auf die Messung zu minimieren. Letzteres ist in landwirtschaftlichen Anwendungen von großer Bedeutung.
 
mmWave-Sensoren als Sicherheitsvorhang um Roboterarme 

Weil Roboter zunehmend mit Menschen interagieren, ist es wichtig, dass sie diese nicht verletzen. Traditionell wird ein Sicherheitsvorhang oder eine Abstandszone um den Bewegungsbereich des Roboters verwendet, um eine räumliche Trennung zu gewährleisten. Sensoren ermöglichen einen virtuellen Sicherheitsvorhang (auch als Blase bezeichnet), um den Bewegungsbereich des Roboters
vor ungeplanter menschlicher Interaktion zu schützen, und auch um Kollisionen zwischen Robotern zu verhindern, wenn deren Dichte und Betriebsprogrammierbarkeit zunehmen. Sichtbasierte Sicherheitssysteme brauchen eine kontrollierte Beleuchtung, die den Energieverbrauch erhöht, Wärme erzeugt und Wartung erfordert. In staubhaltigen Fertigungsumgebungen müssen die optischen Linsen regelmäßig gereinigt und kontrolliert werden. Hier erweisen sich die mmWave-Sensoren nicht nur als robust, sondern sie erkennen Objekte auch unabhängig von Beleuchtung, Feuchtigkeit, Rauch und Staub in der Werkshalle. Dadurch eignen sie sich gut als Ersatz für Sichtsysteme. Nicht zuletzt erreichen sie ihre Erkennung mit sehr geringer Verarbeitungslatenz – typisch unter 2 ms. Weil die Sensoren über ein breites Sichtfeld und eine große Reichweite verfügen, lassen sie sich oberhalb des Betriebsbereichs anbringen, was den Einbau vereinfacht. Die Fähigkeit zur Erkennung mehrerer Gegenstände oder Menschen mit nur einem mmWave-Sensor reduziert die Anzahl der erforderlichen Sensoren – und damit die Kosten. 


 

Relevante Anbieter


  1. Radarsensoren für die Robotik
  2. Einsatzgebiete der mmWave-Sensoren von TI
  3. Von mmWave-Sensoren erzeugte Punktwolkendaten
  4. Zusammenfassend hier noch einmal die Vorteile von mmWave-Sensoren gegenüber anderen Technologien

Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

Texas Instruments Deutschland GmbH, Texas Instruments