Satoshi Owada
AI業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)高級(jí)主管工程師
近年來(lái),各種類(lèi)型和型號(hào)的真空吸塵器都實(shí)現(xiàn)了各種新功能。一個(gè)關(guān)鍵功能是地板類(lèi)型檢測(cè),它有助于在許多情況下保持一致操作,并且可以提供許多好處,包括:
降低功耗
用戶操作簡(jiǎn)單
電機(jī)降噪
功耗是所有電池供電型號(hào)的關(guān)鍵考慮因素,且在機(jī)器人清潔器中尤其重要。
檢測(cè)地板類(lèi)型的方法
由于在頭上運(yùn)行電刷的成本、維護(hù)和噪音的改善,無(wú)刷直流電機(jī)已經(jīng)占領(lǐng)了更多的市場(chǎng)。實(shí)施逆變器或MCU來(lái)驅(qū)動(dòng)BLDC電機(jī)的成本越來(lái)越便宜。在這里,我們介紹了一個(gè)典型的案例,該案例采用具有無(wú)傳感器地板類(lèi)型檢測(cè)功能的BLDC電機(jī)。
圖1. 地板式檢測(cè)組件
獲取電機(jī)控制信息:與電機(jī)控制邏輯共享來(lái)自分流寄存器的反饋信息。
存儲(chǔ)固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù):獲取數(shù)據(jù)的決策窗口。
特征提取:系統(tǒng)從電機(jī)控制信息中提取特定特征。
分類(lèi):提取后,使用分類(lèi)器對(duì)地板類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。
通過(guò)使用這種實(shí)現(xiàn)方式,由于不需要額外的傳感器,因此可以顯著降低BOM成本。
瑞薩電子提供的應(yīng)用示例
瑞薩電子地板類(lèi)型檢測(cè)解決方案專(zhuān)為速度和響應(yīng)能力而設(shè)計(jì),同時(shí)保持高精度。我們以最低的BOM成本利用RA和RX MCU平臺(tái)的硬件。在這個(gè)解決方案中,我們使用的是RA6T2 MCU。
在概念驗(yàn)證(PoC)單元中,我們的模型將地板分為兩種類(lèi)型:軟地板和硬地板。通過(guò)添加訓(xùn)練數(shù)據(jù),您可以輕松增加要分類(lèi)的樓層類(lèi)型數(shù)量。
圖2. 解決方案工作流程
圖3. 概念驗(yàn)證單元
此案例中的模型大?。?/strong>
參數(shù):2678bytes
堆棧使用:2560bytes
預(yù)分配:12bytes
代碼:2008bytes
使用RA6T2 MCU的推理時(shí)間約為1毫秒至2毫秒。
我們是如何創(chuàng)建應(yīng)用示例的?
瑞薩電子正在推出各種類(lèi)型的電機(jī)控制解決方案,并提供軟件示例。利用瑞薩電子e2 studio IDE和Motor Workbench開(kāi)發(fā)支持工具,用戶可以?xún)?yōu)化電機(jī)參數(shù)、收集數(shù)據(jù)、與真空吸塵器所需的其他功能集成,并最終集成使用Reality AI Tools模塊生成的任何AI模型。
圖4. Renesas Motor Workbench工具
圖5. e2 studio–Reality AI Tools集成工作流程
我們通過(guò)使用電機(jī)控制示例代碼中的現(xiàn)有變量來(lái)收集真實(shí)的電機(jī)控制數(shù)據(jù),并記錄了地板類(lèi)型的數(shù)據(jù)以進(jìn)行分類(lèi)。這些數(shù)據(jù)被輸送到Reality AI的特征提取和訓(xùn)練引擎,以開(kāi)發(fā)和輸出模型。我們實(shí)現(xiàn)了100%的訓(xùn)練K-Fold準(zhǔn)確率,這促使我們選擇該模型進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試和基準(zhǔn)測(cè)試。同時(shí),Reality AI 的BOM優(yōu)化功能會(huì)從電機(jī)信息的數(shù)十個(gè)現(xiàn)有變量中建議最佳的信息組合使用,并最大限度地減少資源需求。
圖6. Reality AI Tools訓(xùn)練結(jié)果
在實(shí)際硬件上實(shí)施模型之前,可以使用另一個(gè)未用于訓(xùn)練的記錄數(shù)據(jù)集對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試,以便在Reality AI上進(jìn)行確認(rèn),以減少開(kāi)發(fā)工作量。一旦達(dá)到預(yù)期的精度,該模型就會(huì)被重新集成到e2 studio項(xiàng)目中。然后,該模型在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行了廣泛的測(cè)試。
要將機(jī)器學(xué)習(xí)模型產(chǎn)品化,有時(shí)需要了解機(jī)器學(xué)習(xí)模型的工作原理以及它如何確定結(jié)果以避免黑盒情況。Reality AI還為解決方案提供了此類(lèi)情況,并可以使用決策顯著性圖顯示哪些特征重要,哪些特征不太重要。
圖7. Reality AI Tools決策顯著性圖
在進(jìn)一步或?qū)?lái)增強(qiáng)的情況下,瑞薩還提供了一種重新訓(xùn)練模型的方法。只需更新機(jī)器學(xué)習(xí)模型參數(shù),即可輕松改進(jìn)Reality AI Tools創(chuàng)建的模型。這些參數(shù)可以放置在flash的單獨(dú)區(qū)域,例如數(shù)據(jù)區(qū)域,并且可以通過(guò)無(wú)線(OTA)非常容易地更新。
結(jié)論
地板類(lèi)型檢測(cè)示例展示了瑞薩Reality AI Tools在解決實(shí)際挑戰(zhàn)以改善用戶體驗(yàn)和為真空吸塵器增強(qiáng)額外功能的能力。我們的AI模型占用空間小,并且可以通過(guò)利用廣泛的數(shù)據(jù)收集來(lái)進(jìn)行靈活的擴(kuò)展。
瑞薩電子(TSE: 6723)
科技讓生活更輕松,致力于打造更安全、更智能、可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)。作為全球微控制器供應(yīng)商,瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí),提供完整的半導(dǎo)體解決方案。成功產(chǎn)品組合加速汽車(chē)、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上市,賦能數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備改善人們的工作和生活方式。
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原文標(biāo)題:工程師說(shuō) | 您的吸塵器是否足夠智能,可以真正清潔?
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基于ArmCortex-M4的RA6T1 MCU解決方案
直播預(yù)告 | 6月8日 RA6T2電機(jī)板新品發(fā)布會(huì)&RA MCU創(chuàng)意氛圍賽說(shuō)明

瑞薩MCU RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [4] 配置RA6T2 ADC模塊 (1)
![<b class='flag-5'>瑞</b><b class='flag-5'>薩</b><b class='flag-5'>MCU</b> <b class='flag-5'>RA6T2</b>的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [4] 配置<b class='flag-5'>RA6T2</b> ADC模塊 (1)](https://file1.elecfans.com/web2/M00/8D/DA/wKgZomTA0P-ATvNiAAAhS9ol-Jc109.jpg)
RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [4] 配置RA6T2 ADC模塊 (1)
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RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [5] 配置RA6T2 ADC模塊 (2)
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RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [6] 配置RA6T2 ADC模塊 (3)
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RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [8] 配置RA6T2 ADC模塊 (5)
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RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [9] 配置RA6T2 ADC模塊 (6)
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RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [10] 配置RA6T2 ADC模塊 (7)
![<b class='flag-5'>RA6T2</b>的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [10] 配置<b class='flag-5'>RA6T2</b> ADC模塊 (7)](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BB/1B/wKgZomWXtb6ACk_NAAARMuEl9ZA261.png)
RA6T2的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [11] 配置RA6T2 ADC模塊 (8)
![<b class='flag-5'>RA6T2</b>的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器操作 [11] 配置<b class='flag-5'>RA6T2</b> ADC模塊 (8)](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BB/1B/wKgZomWXtb6ACk_NAAARMuEl9ZA261.png)
基于瑞薩RA6T2 MCU實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)功能

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