內(nèi)容提要

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

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

bObsweep PetHair專為有寵物的家庭而設計，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。升級版Dustin在PetHair的基礎上增加了自動排空塵盒、Wi-Fi連接、智能手機應用控制，配有更大的電池，支持長時間清潔。bObsweep的旗艦掃地機器人Ultra-Vision更是將清潔提升到了新的高度。它配備大尺寸集塵器，搭載攝像頭和實時計算機視覺處理系統(tǒng)，可檢測到低矮物品并及時避障。Dustin和Ultra-Vision型號響應敏捷，僅需6秒即可啟動，無需訓練運行即可實時繪制地圖，迅速識別地板布局并對環(huán)境做出快速反應。

跨界MCU賦能掃地機器人

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

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，可作為機器人的大腦。

通常，掃地機器人的各種功能是通過使用多個專用處理器來實現(xiàn)的。典型的架構(gòu)包括分別用于低層級電機和傳感器控制的MCU、用于導航的高級計算CPU和獨立的無線芯片等。然而，將工作負載分散在多個芯片上會增加成本、復雜性和故障點。此外，多芯片系統(tǒng)還會占用更多的PCB空間，限制設計靈活性。

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

通過先進的處理技術(shù)和效率提升優(yōu)化應用。了解更多關(guān)于功能強大的 i.MX RT1052跨界MCU的詳細信息，點擊這里>>

掃地機器人的“大腦”

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

該MCU包含一個運行頻率高達600MHz的Arm Cortex-M7核，提供足夠的計算能力來處理低層級實時任務，例如電機控制、傳感器融合和導航規(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1MB的TCM，可在板上完成整個處理過程。

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。i.MX RT1052通過廣泛集成I/O選項來滿足這些連接需求，包括：

多個I2C、SPI和UART端口，用于連接傳感器

多達12個PWM通道，用于無刷直流電機控制，音頻和顯示接口

用于外部模塊的USB/CAN連接

高級圖形和計算機視覺

Ultra-Vision是bObsweep迄今為止最先進、最智能的掃地機器人，它為清潔性能和避障設定了新的標準。然而，即使是面向視覺對象檢測等高級功能，Ultra-Vision僅需要一個i.MX RT1052芯片即可完成所有處理任務。i.MX RT1052使Ultra-Vision能夠比市場上任何其它掃地機器人更快地識別障礙物并做出反應，同時保持緊湊、經(jīng)濟高效的處理器架構(gòu)。這正是bObsweep能夠為高端產(chǎn)品提供親民價格的秘訣。

并行8位或16位攝像頭接口允許以高達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，可分流圖像預處理任務，包括色彩空間轉(zhuǎn)換、縮放、阿爾法混合和旋轉(zhuǎn)。PXP無需CPU干預即可動態(tài)處理圖像。

通過結(jié)合攝像頭接口和PXP，bObsweep能夠經(jīng)濟高效地將計算機視覺集成到其機器人中。無需外部視覺處理器或GPU，即可實時處理攝像頭輸入，以檢測和識別機器人路徑中的物體。

電源管理和能效

掃地機器人等電池供電設備需要較高的能效，以盡可能延長每次充電后的運行時間。i.MX RT1052在低功耗應用中表現(xiàn)出色。

該芯片集成了一個電源管理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載期間調(diào)節(jié)CPU時鐘速度和內(nèi)核電壓，全深度睡眠模式可實現(xiàn)低至4.6mA的電流消耗，同時保持SRAM中的內(nèi)容和GPIO狀態(tài)。i.MX RT1052 MCU還提供靈活的外設時鐘門控，允許未使用的模塊自動關(guān)閉以減少功耗。

開發(fā)平臺

恩智浦通過全面的軟件和工具生態(tài)合作體系，極大地簡化了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)人員提供了一個功能齊全、經(jīng)過廣泛測試和安全的RTOS，并具有靈活的許可模式。Zephyr的模塊化架構(gòu)和強大的設備驅(qū)動程序基礎設施，使得定制操作系統(tǒng)以滿足掃地機器人應用的特定需求變得更加容易。

用于設置引腳復用、時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。

橫掃競爭對手

以恩智浦的i.MX RT1050跨界MCU為平臺基礎，bObsweep推出了一系列機器人產(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器人的“大腦”，其架構(gòu)提供高速控制、實時操作、先進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)專長助力企業(yè)開發(fā)突破性的解決方案，實現(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。