內(nèi)容提要

掃地機(jī)器人解放人類雙手，保持家庭清潔，在過去幾十年越來越受歡迎。掃地機(jī)器人使用名為“同步定位與地圖構(gòu)建”(SLAM) 的空間計(jì)算算法進(jìn)行導(dǎo)航。傳統(tǒng)上，SLAM通常在功能強(qiáng)大的嵌入式處理器上進(jìn)行處理。然而，恩智浦的跨界微控制器單元 (MCU) 的推出標(biāo)志著新一代設(shè)備的誕生。這些器件具備實(shí)時(shí)性能、高能效和強(qiáng)大的連接，能夠更高效地在住宅和商業(yè)空間內(nèi)導(dǎo)航和進(jìn)行清潔。

自2011年以來，bObsweep開發(fā)了一系列智能掃地機(jī)器人，幫助人們保持房屋整潔。其產(chǎn)品組合包括幾種型號(hào)，旨在滿足用戶的不同需求和預(yù)算，例如PetHair、Dustin和Ultra-Vision。

bObsweep PetHair專為有寵物的家庭而設(shè)計(jì)，結(jié)合了清掃、吸塵和拖地功能，能夠有效清除各種地板上的灰塵和碎屑。升級(jí)版Dustin在PetHair的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)排空塵盒、Wi-Fi連接、智能手機(jī)應(yīng)用控制，配有更大的電池，支持長(zhǎng)時(shí)間清潔。bObsweep的旗艦掃地機(jī)器人Ultra-Vision更是將清潔提升到了新的高度。它配備大尺寸集塵器，搭載攝像頭和實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)視覺處理系統(tǒng)，可檢測(cè)到低矮物品并及時(shí)避障。Dustin和Ultra-Vision型號(hào)響應(yīng)敏捷，僅需6秒即可啟動(dòng)，無需訓(xùn)練運(yùn)行即可實(shí)時(shí)繪制地圖，迅速識(shí)別地板布局并對(duì)環(huán)境做出快速反應(yīng)。

跨界MCU賦能掃地機(jī)器人

從歷史上看，掃地機(jī)器人除了依賴一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的MCU外，還需要使用大型CPU來處理工作負(fù)載，這增加了成本、復(fù)雜性和功耗。然而，新一代跨界MCU處理器通過將應(yīng)用專用芯片的高性能和集成度與傳統(tǒng)MCU的實(shí)時(shí)功能和易用性相結(jié)合，能夠有效地支持掃地機(jī)器人。

bObsweep依托該創(chuàng)新器件，將多種吸塵功能整合到單芯片解決方案中 (恩智浦的i.MX RT1052跨界MCU)。這種處理器不僅成本效益高，而且高度精準(zhǔn)，可作為機(jī)器人的大腦。

通常，掃地機(jī)器人的各種功能是通過使用多個(gè)專用處理器來實(shí)現(xiàn)的。典型的架構(gòu)包括分別用于低層級(jí)電機(jī)和傳感器控制的MCU、用于導(dǎo)航的高級(jí)計(jì)算CPU和獨(dú)立的無線芯片等。然而，將工作負(fù)載分散在多個(gè)芯片上會(huì)增加成本、復(fù)雜性和故障點(diǎn)。此外，多芯片系統(tǒng)還會(huì)占用更多的PCB空間，限制設(shè)計(jì)靈活性。

為了向客戶提供卓越的用戶體驗(yàn)和最佳價(jià)值，bObsweep采用了一種不同的方法來設(shè)計(jì)其產(chǎn)品的硬件和軟件。

通過先進(jìn)的處理技術(shù)和效率提升優(yōu)化應(yīng)用。了解更多關(guān)于功能強(qiáng)大的 i.MX RT1052跨界MCU的詳細(xì)信息，點(diǎn)擊這里>>

掃地機(jī)器人的“大腦”

i.MX RT1052是恩智浦跨界MCU系列中的一款產(chǎn)品，它結(jié)合了應(yīng)用處理器的高性能和集成度與傳統(tǒng)MCU的實(shí)時(shí)功能和易用性。

該MCU包含一個(gè)運(yùn)行頻率高達(dá)600MHz的Arm Cortex-M7核，提供足夠的計(jì)算能力來處理低層級(jí)實(shí)時(shí)任務(wù)，例如電機(jī)控制、傳感器融合和導(dǎo)航規(guī)劃。恩智浦的i.MX RT1050跨界MCU還配備了用于控制CMOS傳感器的CSI接口，以及高達(dá)1MB的TCM，可在板上完成整個(gè)處理過程。

i.MX RT1050跨界MCU的結(jié)構(gòu)框圖。

連接和接口

掃地機(jī)器人通過多種接口連接傳感器、執(zhí)行器、無線模塊和其它外設(shè)。i.MX RT1052通過廣泛集成I/O選項(xiàng)來滿足這些連接需求，包括：

多個(gè)I2C、SPI和UART端口，用于連接傳感器

多達(dá)12個(gè)PWM通道，用于無刷直流電機(jī)控制，音頻和顯示接口

用于外部模塊的USB/CAN連接

高級(jí)圖形和計(jì)算機(jī)視覺

Ultra-Vision是bObsweep迄今為止最先進(jìn)、最智能的掃地機(jī)器人，它為清潔性能和避障設(shè)定了新的標(biāo)準(zhǔn)。然而，即使是面向視覺對(duì)象檢測(cè)等高級(jí)功能，Ultra-Vision僅需要一個(gè)i.MX RT1052芯片即可完成所有處理任務(wù)。i.MX RT1052使Ultra-Vision能夠比市場(chǎng)上任何其它掃地機(jī)器人更快地識(shí)別障礙物并做出反應(yīng)，同時(shí)保持緊湊、經(jīng)濟(jì)高效的處理器架構(gòu)。這正是bObsweep能夠?yàn)楦叨水a(chǎn)品提供親民價(jià)格的秘訣。

并行8位或16位攝像頭接口允許以高達(dá)720p的分辨率和60幀每秒的速度，直接連接到原始拜耳圖像傳感器。i.MX RT1050跨界MCU集成了像素處理管道 (PXP) 硬件，可分流圖像預(yù)處理任務(wù)，包括色彩空間轉(zhuǎn)換、縮放、阿爾法混合和旋轉(zhuǎn)。PXP無需CPU干預(yù)即可動(dòng)態(tài)處理圖像。

通過結(jié)合攝像頭接口和PXP，bObsweep能夠經(jīng)濟(jì)高效地將計(jì)算機(jī)視覺集成到其機(jī)器人中。無需外部視覺處理器或GPU，即可實(shí)時(shí)處理攝像頭輸入，以檢測(cè)和識(shí)別機(jī)器人路徑中的物體。

電源管理和能效

掃地機(jī)器人等電池供電設(shè)備需要較高的能效，以盡可能延長(zhǎng)每次充電后的運(yùn)行時(shí)間。i.MX RT1052在低功耗應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

該芯片集成了一個(gè)電源管理IC，帶有高效的DC-DC轉(zhuǎn)換器，為MCU和外部組件供電，無需外部電源管理電路。低功耗模式允許在輕負(fù)載期間調(diào)節(jié)CPU時(shí)鐘速度和內(nèi)核電壓，全深度睡眠模式可實(shí)現(xiàn)低至4.6mA的電流消耗，同時(shí)保持SRAM中的內(nèi)容和GPIO狀態(tài)。i.MX RT1052 MCU還提供靈活的外設(shè)時(shí)鐘門控，允許未使用的模塊自動(dòng)關(guān)閉以減少功耗。

開發(fā)平臺(tái)

恩智浦通過全面的軟件和工具生態(tài)合作體系，極大地簡(jiǎn)化了i.MX RT的開發(fā)。其MCUXpresso SDK包括用于MCUXpress for VS code、MCUXpresso IDE、Keil MDK及IAR Embedded Workbench的項(xiàng)目文件。i.MX RT1050跨界MCU也支持FreeRTOS。

此外，i.MX RT系列還受到Zephyr Project的支持，為開發(fā)人員提供了一個(gè)功能齊全、經(jīng)過廣泛測(cè)試和安全的RTOS，并具有靈活的許可模式。Zephyr的模塊化架構(gòu)和強(qiáng)大的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序基礎(chǔ)設(shè)施，使得定制操作系統(tǒng)以滿足掃地機(jī)器人應(yīng)用的特定需求變得更加容易。

用于設(shè)置引腳復(fù)用、時(shí)鐘樹和電源序列的配置工具，大大減少了產(chǎn)品開發(fā)過程中的工作量。

橫掃競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

以恩智浦的i.MX RT1050跨界MCU為平臺(tái)基礎(chǔ)，bObsweep推出了一系列機(jī)器人產(chǎn)品，這些產(chǎn)品提供高性能、高效率和智能功能。i.MX RT1052非常適合作為掃地機(jī)器人的“大腦”，其架構(gòu)提供高速控制、實(shí)時(shí)操作、先進(jìn)的處理能力和可靠的連接。

恩智浦客戶成功案例

我們的創(chuàng)新和技術(shù)專長(zhǎng)助力企業(yè)開發(fā)突破性的解決方案，實(shí)現(xiàn)更智能、更安全、更可持續(xù)發(fā)展的世界。我們分享客戶的成功故事，著重介紹創(chuàng)造新一代突破性技術(shù)的人才。