Dans le monde d’aujourd’hui, les robots ont envahi toutes les facettes de la vie, l’automatisation devenant une pierre angulaire de la croissance industrielle et commerciale. Robots mobiles autonomes (AMR) et véhicules à guidage automatique (AGV) sont désormais essentiels pour stimuler la productivité dans divers secteurs, notamment automatisation industrielle, l'agriculture, construction, intralogistique de détail, et l'hôtellerie. Ces robots mobiles répondent aux pénuries de main-d'œuvre et améliorent l'efficacité opérationnelle, répondant à un éventail d'applications toujours plus large.
Alors que les entreprises recherchent en permanence des technologies innovantes pour relever les défis émergents, les solutions basées sur l'IA occupent de plus en plus le devant de la scène, prêtes à jouer un rôle encore plus important dans l'avenir de la robotique. Ce contexte met en évidence la nécessité de solutions avancées telles que Dusun IoTCarte mère et contrôleur de robot basés sur RK3588, conçus pour répondre aux exigences évolutives des applications robotiques modernes.
« Avec l'intégration du puissant chipset RK3588, ces nouvelles offres offrent une excellente puissance de calcul et une grande polyvalence, visant à répondre à un large éventail d'applications, de l'automatisation industrielle à divers robots de service. »
Xiang Wu, Dusun IoT directeur de produit
Cadre robotique de base (à l'exclusion des drones)
Le cadre robotique classique, à l'exclusion des drones, est conçu pour intégrer diverses technologies avancées afin de permettre une fonctionnalité et une interaction robotiques efficaces. Au cœur de ce cadre se trouvent les algorithmes SLAM. Ces algorithmes sont souvent pris en charge par les puces d'Intel et de Qualcomm et implémentés dans les systèmes ROS. Les algorithmes de reconnaissance vocale et l'interaction homme-robot jouent un rôle essentiel dans la communication et l'interaction transparentes. Le contrôle des mouvements est réalisé à l'aide de microcontrôleurs. Ce cadre cohérent permet aux robots de fonctionner efficacement dans diverses applications.
Perception et cartographie
Algorithmes SLAM
- Fonction : Évitement d'obstacles et perception du robot.
- Capteurs : LiDAR, infrarouge, ultrasons, lumière structurée et caméras.
- Matériel : utilise généralement des puces d'Intel et de Qualcomm.
- Logiciel : ROS (Robot Operating System) est couramment utilisé pour l'intégration système et la mise en œuvre d'algorithmes.
Communication et interaction
Algorithmes de reconnaissance vocale
- Entrée : locale réseau de microphones pour capturer la parole.
- Améliorations Algorithmes de réduction du bruit IA pour améliorer la précision de la reconnaissance.
- Services Cloud : Utilisation de la reconnaissance automatique de la parole (ASR) et de la synthèse vocale (TTS) basées sur le cloud pour un traitement avancé.
Interaction homme-robot
- Plateformes : cartes mères Android ou Linux.
- Fonction : Facilite l’affichage de l’interface utilisateur du robot et l’interaction homme-ordinateur.
Motion Control
Contrôle moteur et articulaire
- Contrôleurs : unités de microcontrôleurs (MCU) largement utilisées.
- Objectif : Assure une réactivité rapide et un contrôle précis des moteurs et des articulations.
Défis rencontrés par le matériel robotique embarqué
La complexité des robots mobiles augmente rapidement, ce qui entraîne des défis tels que les délais de communication, l'itération des algorithmes et une demande croissante de puissance de calcul. Pour relever ces défis, l'industrie robotique a besoin de solutions matérielles embarquées hautement intégrées.
- Solutions hautement intégrées : Demande de robots mobiles cartes embarquées et des contrôleurs plus complets, visant à réduire les délais de communication et à améliorer l’efficacité opérationnelle globale.
- Demande accrue en puissance de calcul : De plus en plus d'industries intègrent des robots mobiles dans leurs opérations quotidiennes, ce qui nécessite une puissance de calcul plus élevée pour faire face à des situations complexes. Cela entraîne la nécessité de processeurs et de NPU plus puissants.
- Applications polyvalentes : As robots mobiles Devenues omniprésentes dans tous les secteurs, les cartes mères actuelles doivent s'adapter à des applications polyvalentes et offrir la flexibilité nécessaire pour être personnalisées en fonction de besoins spécifiques.
Présentation Dusun IoTSolutions de carte mère et de contrôleur robotiques alimentées par RK3588
Dusun IoT offre une gamme de Système sur modules (SoM), cartes intégrées et boîtiers de commande Propulsé par Rockchip, spécialement conçu pour les applications robotiques. Notre solutions matérielles embarquées se caractérisent par leur taille compacte, leur faible consommation d'énergie et leurs nombreuses interfaces, prenant en charge un large éventail de fonctions robotiques, notamment l'interaction homme-robot, la perception de l'environnement, reconnaissance vocale, et le contrôle des mouvements. Ces solutions puissantes sont idéales pour développer divers robots mobiles, notamment des robots de service hôtelier, des AMR et AGV industriels, des bras robotisés, des robots de livraison, des robots de tonte, etc.
Carte mère robotique DSRP-010
La DSRP-010 est une carte mère robotique embarquée avancée qui exploite la puissance de la puce de pointe RK3588. Dotée d'un processeur octa-core associé à un coprocesseur NEON efficace, cette carte mère dispose d'un NPU intégré capable de gérer des opérations mixtes avec des calculs à la fois entiers et à virgule flottante. Avec des performances impressionnantes allant jusqu'à 6 TOPS, elle offre des ressources informatiques robustes adaptées aux applications de calcul de pointe de l'IA.
Conçu pour répondre à une large gamme d'exigences de connectivité, le DSRP-010 offre une gamme diversifiée d'interfaces d'E/S, garantissant des performances fiables dans divers environnements opérationnels. Ses capacités avancées d'apprentissage profond et ses fonctions de calcul de pointe améliorent l'efficacité du traitement des données, réduisant considérablement la latence.
Les dispositifs principaux incluent:
- Prise en charge du système d'exploitation : Ubuntu20.04/Android + LinuxRT (AMP multi-core hétérogène), prise en charge de ROS et ROS2 ;
- 8 Go LPDDR4 et 64 Go eMMC ; une carte SIM/TF ;
- Prise en charge 4G LTE CAT4 et prise de réserve M.2 ;
- Connectivité Wi-Fi 5 et Bluetooth 4.2
- Intégration avec les protocoles de bus industriels tels que CAN et RS485 (deux ports pour chacun)
- Interfaces isolées multiples : deux DI, deux DO, quatre AI, un IC, un I2S, deux UART ;
- Un port Gigabit Ethernet ;
- Options d'E/S vidéo polyvalentes : HDMI, LVDS, MIPI-CSI et plus encore
- Sortie audio double canal : une sortie ligne 3.5 mm, prenant en charge la récupération et la connexion au réseau MIC (audio USB) ;
- USB : deux ports USB 2.0 et deux ports USB 3.0 Type A, un port USB 3.0 OTG Type C ;
- Méthode de refroidissement : Radiateur auto-chauffant
- Antenne : connecteur Ipex 3 voies
Applications appropriées:
Le DSRP-010 est idéal pour une gamme de petites applications robotiques, notamment les robots compagnons, les robots tondeurs de pelouse et les bras robotisés, ce qui en fait un choix polyvalent pour les développeurs et les ingénieurs cherchant à innover dans le domaine de la robotique.
Boîtier de commande robotique DSRB-010
DSRB-010 est un boîtier de commande robotique robuste alimenté par l'IA, conçu avec le Processeur RK3588J de qualité industrielle pour garantir des performances exceptionnelles dans des environnements exigeants. Fabriqué en alliage d'aluminium durable, il dispose d'un système de refroidissement intégré qui maintient un fonctionnement stable même sous de lourdes charges.
Doté d'une large gamme d'interfaces standard telles que HDMI, USB et Ethernet, le DSRB-010 prend en charge le développement personnalisé adapté aux besoins opérationnels spécifiques. Il est livré préinstallé avec un SDK complet et un package de support de carte (BSP) conçus pour l'industrie robotique, facilitant l'interaction homme-machine efficace et le contrôle mobile, ce qui améliore à son tour les performances et la fiabilité globales du système robotique.
Caractéristiques principales:
- Prise en charge du système d'exploitation : Ubuntu 20.04 / Android + LinuxRT avec traitement hétérogène multicœur AMP ; compatible avec ROS et ROS2.
- Traitement puissant : 8 Go de RAM LPDDR4 et 64 Go de stockage eMMC, avec prise en charge d'une carte SIM/TF.
- Options de connectivité : 4G LTE CAT4, Wi-Fi 5, Bluetooth 4.2 et LoRa ;
- Protocoles de bus industriel : trois ports CAN et un port RS485 ;
- Interfaces isolées multiples : comprend un RS485 (DB9), un RS232 (DB9), deux entrées numériques, deux sorties numériques et quatre entrées analogiques.
- Trois ports Ethernet Gigabit ;
- E/S vidéo polyvalentes : les options incluent HDMI, LVDS (avec prise en charge tactile USB), USB DP, etc.
- Sortie audio double canal : une sortie ligne 3.5 mm et plusieurs ports USB, dont quatre ports USB 2.0 et deux ports USB 3.0 Type A.
- Mécanisme de refroidissement : Conception auto-chauffante du radiateur efficace.
- Qualité du signal améliorée : équipé d'antennes tiges externes pour une connectivité améliorée : deux pour LTE (4G), une pour Wi-Fi (2.4G/5G), une pour Bluetooth, une pour LoRa et une pour GPS.
- Normes industrielles : Plage de températures de fonctionnement de -40°C à 85°C.
Applications idéales :
Le DSRB-010 excelle dans une variété de scénarios, notamment les AGV, les AMR, les robots de service, les robots logistiques et l'automatisation industrielle, ce qui en fait un choix polyvalent pour les développeurs cherchant à améliorer leurs solutions robotiques.
Points forts des solutions de carte mère et de contrôleur robotiques alimentées par RK3588
Basé sur le processeur Rockchip RK3588, Dusun IoTLa carte mère robotique et le boîtier de contrôle de intègrent la perception de l'environnement, l'interaction homme-robot et le contrôle des mouvements, offrant une plate-forme complète et hautes performances pour les applications robotiques.
Environnement Perception
Conçue avec l'architecture Android Subsystem for Linux (ASL), cette solution prend en charge ROS/ROS1 intégré, permettant une adaptation rapide des algorithmes SLAM.
Doté de deux réseaux de microphones numériques à 8 canaux, il exploite des algorithmes vocaux NPU avancés alimentés par l'IA, notamment la réduction du bruit, l'optimisation du son, la suppression des hurlements, l'activation vocale et la reconnaissance des mots-clés, garantissant une perception auditive précise et efficace.
Humain-Robot Interaction
La puissante combinaison d'un processeur Quad-Core A76 et d'un processeur Quad-Core A55 offre jusqu'à 93 610 DMIPS de puissance de calcul, tandis que le GPU G4 MP512 fournit un impressionnant 6 GFLOPs pour le traitement graphique. Équipé d'un NPU triple cœur doté d'une capacité de calcul de 8 TOPS (INT59.6), ce système excelle dans les tâches d'IA, atteignant 8 fps sur le modèle yolo-vXNUMXn.
La solution offre également une sortie vidéo polyvalente via MIPI, Type C, eDp et HDMI, et prend en charge une impressionnante configuration d'affichage à 7 écrans.
Motion Control
Prenant en charge l'hétérogénéité multi-cœur AMP, ce système permet le fonctionnement simultané de la couche d'interaction homme-machine (Android/Linux) et du système de contrôle mobile (RTOS). Il atteint des temps de réponse aux interruptions de l'ordre de la microseconde, répondant aux exigences strictes en temps réel et en stabilité des applications robotiques avec une efficacité et une précision exceptionnelles.
A lire également: La faisabilité de l'utilisation du RK3588J pour construire une carte de commande de robot
Mot de la fin
Dusun IoT s'engage à fournir des produits System on Module (SoM) et des cartes mères haut de gamme, associés à des pratiques de fabrication durables. Du concept initial et de la conception au développement du matériel et des logiciels et à l'approvisionnement en pièces détachées, notre support technique rapide et compétent fait de nous votre partenaire de référence pour les modules intelligents de qualité industrielle.
Nos boîtiers de contrôleur robotique standards peut être personnalisé pour répondre à des besoins spécifiques, y compris des ajustements de taille, des configurations d'interface et des capteurs périphériques. De plus, pour les SoM et les cartes mères robotiques, nous fournissons des services ODM et JDM, en adaptant le matériel embarqué aux exigences uniques. Que vous choisissiez des SoM, des cartes mères ou des boîtiers de contrôleur, nous fournissons des SDK complets et un support de développement BSP adaptés au secteur de la robotique.
Nos solutions robotiques de pointe sont conçues pour vous permettre de développer des applications polyvalentes tout en minimisant les ressources nécessaires pendant la phase de prototypage. Nous proposons des outils qui s'intègrent parfaitement à divers environnements de développement et prennent en charge les moteurs d'IA, garantissant une flexibilité et une évolutivité maximales. Avec un chemin d'intégration simplifié pour les capteurs, les actionneurs et autres E/S, Dusun IoT est là pour vous aider à réaliser vos visions robotiques innovantes.
FAQs
Comment utiliser l’IA pour la détection d’objets ?
Pour faciliter la détection efficace des obstacles et l'évitement des collisions, les AMR et les AGV utilisent généralement des caméras haute résolution avancées, notamment des caméras RGBD à lumière structurée et à temps de vol (ToF). Ces caméras capturent des images de profondeur et d'intensité à des fréquences d'images élevées, permettant aux algorithmes d'IA pour effectuer la fusion de données et la détection d'objets de manière transparente, permettant ainsi aux robots de fonctionner efficacement pendant leurs tâches.
Pour la navigation en temps réel et la connaissance spatiale, les techniques modernes telles que la localisation et la cartographie simultanées (SLAM) utilisent des systèmes Lidar 2D et 3D, ou des approches basées sur des caméras appelées Vision SLAM.
A lire également: Vision robotique et algorithmes d'IA
Comment créer un module de traitement fiable pour les robots mobiles?
La conception d'un module de traitement fiable est essentielle au bon fonctionnement des AMR et des AGV. Les principaux éléments à prendre en compte sont les suivants :
Puissance de calcul adéquate : Assurez-vous que votre module peut gérer les exigences de calcul de la navigation autonome, de la détection d’objets, de la planification de chemin et de la prise de décision.
Connectivité de caméra économique : Mettre en œuvre des méthodes pour connecter efficacement plusieurs caméras haute résolution via MIPI-CSI.
Ample mémoire : Concevez le système avec suffisamment de mémoire pour stocker et traiter de grands ensembles de données, tels que les lectures de capteurs et les informations de cartographie, tout en exécutant des algorithmes complexes.
Connectivité polyvalente : Inclut une gamme d'options d'interface pour les capteurs, les actionneurs et les modules de communication, intégrant des ports d'E/S numériques et analogiques, ainsi que des normes de communication série telles que UART, SPI et I2C, ainsi qu'une connectivité Wi-Fi.
Construction durable : Utilisez des composants de qualité industrielle pour créer une conception robuste capable de résister à diverses conditions, notamment les fluctuations de température, la poussière et les vibrations, afin de garantir des performances constantes.
Efficacité énergétique: Donnez la priorité aux fonctionnalités de gestion de l’alimentation pour optimiser la consommation d’énergie, ce qui est crucial pour les robots mobiles qui fonctionnent sur batterie.
Comment choisir entre un système sur modules et un ordinateur monocarte pour le développement de robots mobiles ?
Les SoM offrent une conception compacte qui peut être adaptée à des applications spécifiques, maximisant ainsi la rentabilité. Ils offrent des options configurables pour les logiciels, via un package de support de carte (BSP), et les composants matériels tels que la mémoire et les interfaces d'E/S. Les SoM incluent souvent des kits d'évaluation qui permettent de démarrer le développement logiciel avant de finaliser le matériel du robot, accélérant ainsi le chemin vers le marché.
SBC sont idéales pour la production à grande échelle en raison de leur conception économique. Elles incluent des services de conception de systèmes qui aident à accélérer le processus de développement et sont fournies avec des BSP optimisés pour le matériel qu'elles prennent en charge. Les SBC fonctionnent généralement sur les systèmes d'exploitation Linux, avec le support des distributions Debian, Yocto et Buildroot.
Quels avantages offrent les robots mobiles comme les AMR et les AGV ?
Main d'oeuvre fiable
Les robots mobiles fournissent une main-d'œuvre fiable qui ne souffre pas de fatigue. Ils peuvent fonctionner de manière constante pour atteindre les objectifs de production, en exploitant l'IA pour améliorer leur précision et leur flexibilité. Cela rend les AMR non seulement plus précis que les travailleurs humains, mais également capables d'effectuer des tâches complexes de manière efficace sur de longues périodes.
Sécurité renforcée
Équipés de capteurs et de caméras avancés, les AMR naviguent facilement dans leur environnement grâce à la programmation de l'IA. Cette technologie leur permet d'éviter les obstacles, notamment les produits, les infrastructures et le personnel, lorsqu'ils se déplacent dans une installation. De plus, les AMR peuvent fonctionner en toute sécurité dans des environnements à haut risque et sans personnel, tels que les installations chimiques ou nucléaires, réduisant ainsi considérablement la menace pour les travailleurs humains.
Coûts opérationnels réduits
L'intégration des AMR dans un lieu de travail peut entraîner des réductions substantielles des coûts de main-d'œuvre, en particulier pour les tâches répétitives et à forte intensité de main-d'œuvre. Grâce à leur capacité à gérer simultanément plusieurs tâches à un rythme plus rapide, les AMR améliorent considérablement l'efficacité, permettant aux organisations d'allouer les ressources plus efficacement et d'améliorer la productivité globale.
