Telemetri & Donanım

Robot Durumu ve Stabilite

Çevresini gören, duyan ve karar veren ASTRO platformunun anlık çalışan donanım aksamları, kontrol döngüsü kararlılığı ve donanımsal güvenlik mimarisi.

Sistem TelemetrisiNOMİNAL VE ÇALIŞIYOR

Robot Durumu ve Stabilite Analizi

Çalışan donanım aksamları, 50 Hz kapalı çevrim kontrol kararlılığı, firmware güvenlik mekanizmaları ve anlık operasyonel sağlık göstergeleri.

Genel Stabilite%99.8Nominal limitler içinde
Çalışan Aksamlar7 / 7Tüm alt sistemler devrede
Açısal Takip Sapması±0.38°Ölü bant: 1.16° (3 tick)
Enkoder Ticks142 tickSinyal akıyor (50 Hz)
Kontrol Döngüsü50 Hz19.98 ms periyot
Donanımsal Watchdog32 msEşik: 500 ms · E-Stop Hazır
Konsolu Aç ↗
Sensör & Algı30 Hz

Stereo Derinlik Kamerası

Luxonis OAK-D Lite (Intel Myriad X VPU)

Kafayla birlikte dönen stereo derinlik kamerası. Yüz tespiti ve uzaysal 3B konumlandırma doğrudan kameranın kendi VPU çipinde işlenir; ana bilgisayara yalnızca filtrelenmiş koordinatlar aktarılır.

Görüş Alanı
72° Yatay / 53° Dikey
İşlem Gecikmesi
~13 ms (33 ms bütçe)
Kaynak: ros2_ws/src/astro_base/config/calibration_params.yaml
Sensör & Algı16 kHz / 50 Hz DoA

Akıllı Mikrofon Dizisi

Seeed ReSpeaker 4-Mic Circular Array (XMOS)

Dairesel 4 mikrofonlu dizi. Sesin geliş yönü (DoA), ses aktivitesi (VAD) ve donanımsal akustik yankı engelleme (AEC) kartın kendi işlemcisinde gerçek zamanlı hesaplanır.

Sohbet Konisi
±38° (75° anında kabul)
Erişilebilir Açı
±121° sınır
Kaynak: ros2_ws/src/astro_audio & calibrate_respeaker_doa.py
Tahrik & Motor50 Hz Kapalı Çevrim

Kafa Boyun Yaw Tahriki

Enkoderli DC Motor + BTS7960 H-Köprüsü

Sosyal bakış yönlendirmesini sağlayan tek eksenli kafa dönüş mekanizması. Yüksek çözünürlüklü artımlı enkoderle kapalı çevrim 50 Hz PID konum kontrolü yapılır.

Dönüş Sınırı
±85° (Firmware korumalı)
Enkoder Çözünürlüğü
2.59 tick/° (~0.38°/tick)
Kaynak: arduino/astro_firmware & 440 tick / 170° ölçümü
Sensör & Algı10 Hz Tarama (8000 nokta/s)

2D Lazer Alan Tarayıcı (LiDAR)

Slamtec RPLiDAR 360° Lazer Radarı

Gövde üzerinde 360° düzlemsel engel algılama ve haritalama birimi. Dinamik güvenlik tamponu oluşturarak robota yaklaşan insanları ve nesneleri milimetrik doğrulukla izler.

Tarama Menzili
0.15 m – 12.0 m
Açısal Çözünürlük
0.9° adım
Kaynak: ros2_ws/src/astro_lidar & LidarHarita bileşeni
Tahrik & Motor50 Hz Hız PID'i

Diferansiyel Mobil Taban

Çift BTS7960 43A + Optik Enkoderler

Diferansiyel sürüş tabanı. 2048 tick/tur enkoder geri beslemesiyle hassas odometri ve tekerlek hız kontrolü sağlar; donanımsal ivmelenme rampası mekanik sarsıntıları engeller.

Tekerlek Yarıçapı
60 mm (120 mm çap)
Enkoder Hassasiyeti
2048 CPR x 4 = 8192 darb/tur
Kaynak: arduino/astro_firmware/src/main.cpp
Bilişsel ÇekirdekROS 2 Humble Çekirdeği

Ana Hesaplama & Karar Katmanı

NVIDIA Jetson / 6-Çekirdek ARM64 SoC

Sosyal Bakış Durum Makinesi (SocialGazeFSM), çok modlu füzyon (görüntü + ses) ve yerel bilişsel diyalog motorunun çalıştığı merkez birim.

Bilişsel Tepki
< 18 ms füzyon kararı
Termal Durum
41°C / Nominal yük %22
Kaynak: ros2_ws/src/astro_ai & scripts/astro_web_agent.py
Güvenlik & WatchdogDonanım WDT Kesmesi

Donanımsal Güvenlik & Watchdog

Mikrodenetleyici Katmanı (ATmega2560)

Yazılımdan bağımsız çalışan donanım zamanlayıcısı. Üst katman bağlantısı koptuğunda 500 ms içinde motor akımlarını sıfırlar; aşırı akım ve açı aşımı durumlarında ani durdurma uygular.

Heartbeat Penceresi
500 ms zaman aşımı
Acil Kesici (E-Stop)
0 ms gecikmesiz donanım hattı
Kaynak: arduino/astro_firmware/src/main.cpp §Watchdog

Ölçülmüş Stabilite ve Hata Toleransları

Bu platformda hiçbir stabilite iddiası tahmini değildir; fiziksel tezgahta ve ROS 2 test koşullarında doğrulanmış gerçek çalışma sınırlarıdır.

Stabilite ve Güvenlik Metrikleri
ParametreÖlçümTolerans / Durum
Kafa Açısal Takip SapmasıKarakterize edilmiş 440 tick / 170° testi±0.38°Maksimum 1.16° (Ölü Bant Sınırı)
Mekanik Dişli Boşluğu (Backlash)Fiziksel tezgah ölçümü (ros2_ws/src/astro_base)0.85°< 1.0° kabul edilebilir
Kontrol Döngüsü Kararlılığı (Jitter)Arduino Mega2560 50 Hz Timer çevrimi50.0 Hz (20 ms periyot)< 0.25 ms zaman kayması
Firmware Watchdog Güvenlik Zamanlayıcısıarduino/astro_firmware/src/main.cpp35 ms ortalama yenileme500 ms kritik eşik
Algı Döngüsü Bütçe KullanımıOAK-D Lite VPU profil analizi13 ms / 33 ms%39 bütçe kullanımı (güvenli aralık)
Akustik Yankı & Gürültü İzolasyonuaudit_respeaker_aec.py ölçümü-32 dBMotor dip gürültüsünün altında

Güvenlik ve Kesici Mimarisi

Robotun hareket ve güç hatları çok katmanlı donanımsal korumayla güvenceye alınmıştır. Herhangi bir katmanda iletişim kopsa dahi mekanik güvenlik korunur:

  1. 01
    Donanımsal Watchdog (500 ms)Bağlantı koptuğunda Mega2560 WDT zamanlayıcısı motor çıkışlarını kendiliğinden sıfırlar.
  2. 02
    Ölü Bant & Dişli Histerezisi1.16° (3 tick) ölü bant filtresi sayesinde mekanik boşluk motor rezonansına yol açmaz.
  3. 03
    Acil Durdurma (E-Stop) HattıYerel ağ veya konsoldan tetiklenen kesici komutu yazılım kuyruklarını atlayarak uygulanır.
  4. 04
    Firmware Açı Kırpması (±85°)Üst katman taşsa dahi motor sürücüsü kalibre edilmemiş sınırın ötesine geçişi fiziksel olarak reddeder.
Güvenlik İlkesiGüvenliği sağlayan katman en alttaki katmandır; üst yazılımların çalışıyor olması şart koşulmaz.