1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo

101 594 2
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Xây dựng robot tự hành dạng nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển
Thể loại Luận án
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 101
Dung lượng 10,86 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo

Trang 1

1

M C L C

M C L C 1

DANH M C HÌNH V 3

Danh m c các ký hi u và ch vi t t t 6

M U 7

1 Tính c p thi t c a lu n án 7

2 M c tiêu c a lu n án 9

3 i t ng và ph m vi nghiên c u c a lu n án 9

4 Ý ngh a khoa h c và th c ti n c a lu n án 10

5 N i dung c a lu n án 11

CH NG 1 T V N NGHIÊN C U VÀ XÂY D NG MÔ HÌNH ROBOT THÍ NGHI M 13

1.1 Nghiên c u t ng quan v h th ng robot có g n camera 13

1.1.1 T ng quan v m t h robot có g n camera bám m c tiêu di đ ng 13

1.1.2 T ng quan tình hình nghiên c u trong và ngoài n c 17

1.2.3 K t lu n và l a ch n h ng nghiên c u, phát tri n Lu n án 21

1.2 Xây d ng mô hình robot t hành 22

1.2.1 Xây d ng c u trúc c a h robot t hành 22

1.2.2 Xây d ng ph n c ng cho m ch ch đi u khi n robot: 24

1.3 K t lu n ch ng 1 27

CH NG 2 THI T K CH T O C M BI N V TRÍ TRÊN C S X LÝ NH CHO BÀI TOÁN BÁM M C TIÊU DI NG 29

2.1 T ng quan v h th ng bám nh t đ ng 29

2.1.1 T ng th h bám 29

2.1.2 Ki n trúc t ng th h bám 30

2.2 L p trình x lý nh bám m c tiêu chuy n đ ng 32

2.2.1 Ph ng pháp bám theo các đ c đi m c a nh (Thu t toán KLT) 32

2.2.2 Thu t toán bám nh Camshift 35

2.2.3 K t h p b l c Kalman v i thu t toán bám nh Camshift 36

2.3 K t lu n ch ng 2 43

CH NG 3: MÔ HÌNH HÓA H ROBOT T HÀNHG N CAMERA 44

3.1 Mô hình hóa h th ng Pan/Tilt 44

3.2 Quy chi u t a đ m c tiêu và camera v t a đ tâm robot 48

Trang 2

2

3.3 Mô hình đ ng h c, đ ng l c h c robot di đ ng 50

3.4 K t lu n ch ng 3 55

CH NG 4: THI T K B I U KHI N THÍCH NGHI I U KHI N BÁM QU O CHO ROBOT T HÀNH 56

4.1 Các ph ng pháp đi u khi n bám qu đ o cho robot t hành 57

4.1.1 i u khi n bám s d ng tr c ti p hàm đi u khi n Lyapunov 58

4.1.2 Các ph ng pháp d a trên đi u khi n tr t 60

4.1.3 M t s thu t toán khác 62

4.2 Thu t toán thích nghi theo mô hình m u đ đi u khi n bám qu đ o cho robot t hành khi robot có tham s m, I là b t đ nh 63

4.3 Thu t toán đi u khi n bám qu đ o thích nghi robot t hành khi có các tham s m, I thay đ i và ch u tác đ ng b i nhi u 68

4.3.1 Mô hình đ ng h c, đ ng l c h c: 69

4.3.2 C u trúc c a h đi u khi n 70

4.3.3 T ng h p b đi u khi n thích nghi theo mô hình m u 71

4.3.3.1 B đi u khi n đ ng h c vòng ngoài 72

4.3.3.2 T ng h p b đi u khi n vòng trong 72

A Xây d ng mô hình đ ng h c m u 72

B Gi i thu t đi u khi n thích nghi theo mô hình m u 74

C Tính n đ nh c a toàn h : 77

4.4 K t qu mô ph ng 79

4.4.1 Khi qu đ o đ t là đ ng th ng 81

4.4.2 Khi qu đ o đ t là đ ng tròn có tâm t i g c t a đ (0,0), bán kính b ng 5 84

4.5 K t qu ch y th c nghi m 88

4.6 K t Lu n ch ng 4 89

K T LU N 91

1 Các k t qu đ t đ c c a Lu n án 91

2 H ng phát tri n c a Lu n án 93

TÀI LI U THAM KH O 94

CÁC CÔNG TRÌNH Ã CÔNG B C A TÁC GI LU N ÁN 101

Trang 3

3

DANH M C HÌNH V

Hình 1.1 S đ t ng quan c a m t h th ng tích h p quang đi n t 15

Hình 1.2 S đ h th ng robot và camera c đ nh 16

Hình 1.3 S đ h th ng robot và camera di chuy n 17

Hình 1.4 nh m t s s n ph m h quang đi n t tích h p c đ nh trên th gi i 18

Hình 1.5 PAN robot, robot Pops, MIDbo 18

Hình 1.6 robot Talon, robot MARRS và robot Spirit thám hi m sao h a c a NASA 19 Hình 1.7 S đ t ng quan c a h th ng robot t hành bám m c tiêu di đ ng 22

Hình 1.8 C u trúc t ng th ph n c ng khi g n li n b x lý trung tâm trên xe robot 23 Hình 1.9 C u trúc t ng th ph n c ng khi tách b x lý trung tâm đ t riêng t i trung tâm đi u khi n 23

Hình 1.10 nh ch p toàn b h robot t hành s n ph m 26

Hình 1.11 nh ch p bên trong và bên ngoài robot 27

Hình 2.1 C m bi n nh, gimbal và b x lý 30

Hình 2.2 C a s m c tiêu kh nhi u 31

Hình 2.3 Ki n trúc toàn th h th ng bám 32

Hình 2.4 L u đ thu t toán Camshift 36

Hình 2.5 S đ k t h p b l c Kalman và Camshift 37

Hình 2.6 S đ tóm t t c a b l c Kalman 38

Hình 2.7 K t qu d đoán v trí v i b l c Kalman 39

Hình 2.8 B l c Kalman khi b che khu t 40

Hình 2.9 S đ tóm t t c a b l c Kalman m r ng 41

Hình 2.10 Vi c theo dõi các chuy n đ ng ph c t p s d ng b l c Kalman m r ng 42 Hình 2.11 Ch p các frame ch y th c nghi m thu t toán bám Camshift không có Kalman 42

Hình 2.12 Ch p các frame ch y th c nghi m v i thu t toán bám Camshift có Kalman 43

Hình 3.1 Mô hình hóa h đ xoay Pan/Tilt 44

Hình 3.2 Mô hình robot t hành có g n đ xoay Pan/Tilt 48

Hình 3.3 Tính toán v trí đ i t ng theo t a đ robot 49

Trang 4

4

Hình 3.4 Tính toán đ ng h c ng c cho v trí th c camera 50

Hình 3.5 Ph i c nh c a robot t hành d ng non-honolomic c b n 51

Hình 3.6 Ph i c nh c a robot di đ ng 53

Hình 4.1 Ph i c nh c a h robot g n camera bám m c tiêu di đ ng 56

Hình 4.2 C u trúc đi u khi n bám s d ng hàm Lyapunov 58

Hình 4.3 C u trúc rút g n đi u khi n bám s d ng hàm Lyapunov 59

Hình 4.4 C u trúc đi u bám khi n thích nghi tách mô hình đ ng h c và đ ng l c h c 63

Hình 4.5 C u trúc hai vòng đi u khi n 70

Hình 4.6 S đ kh i t ng th c a h th ng đi u khi n thích nghi đ xu t 77

Hình 4.7 S đ c u trúc h th ng đi u khi n 79

Hình 4.8 S đ mô ph ng trêm Simulink h th ng khi s d ng b đi u khi n th ng 80 Hình 4.9 S đ mô ph ng trêm Simulink h th ng khi s d ng b đi u khi n thích nghi theo mô hình m u đ xu t 80

Hình 4.10 (a) H i t c a các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u khi n th ng 81

Hình 4.11 (a) H i t c a các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng MRAS 82

Hình 4.12 (a) H i t c a các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u khi n th ng khi tham s robot thay đ i 83

Hình 4.13 (a) H i t c a các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u khi n MRAS khi tham s robot thay đ i 84

Hình 4.14 (a) Qu đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u khi n th ng 85

Hình 4.15 (a) Qu đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng MRAS 86

Hình 4.16 (a) Qu đ o bám; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u k hi n th ng khi tham s robot thay đ i 87

Hình 4.17 (a) Qu đ o bám; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s d ng b đi u khi n MRAS khi tham s robot thay đ i 87

Hình 4.18 S đ kh i c u trúc t ng th c a h th ng 88

Trang 5

n n và nhi u xung quanh 89

Trang 6

DSP Digital Signal Processor B x lý tín hi u s

HSV Hue, Saturation and Value

không gian màu HSV, là m t không gian màu d a trên ba s li u:

(Hue) vùng màu; (Saturation) đ

bão hòa màu; (Value) đ sáng

KLT Kanade–Lucas–Tomasi Feature

Tracker Bám theo đ c tr ng nh LED Light-emitting Diod i t phát quang

LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh th l ng

MIMO Inputs and

Multiple-Outputs H nhi u đ u vào-nhi u đ u ra

MRAS Model Reference Adaptive

Systems H thích nghi mô hình m u

MISO Multi Input –Single Output H nhi u đ u vào- m t đ u ra

FMRLC Fuzzy Model Reference

Learning Control

i u khi n m thích nghi mô hình

m u

PID Proportional–Integral–

Derivative B đi u khi n t l vi tích phân

PC Persional Computer Máy tính cá nhân

PWM Pulse Wide Modulation i u ch đ r ng xung SISO Single Input- Single Output H m t đ u vào-m t đ u ra

Trang 7

7

1 Tính c p thi t c a lu n án

Robot đang là tâm đi m c a m t cu c cách m ng l n sau Internet, ngày càng

đ c ng d ng r ng rãi trong công nghi p, cu c s ng, an ninh qu c phòng, và thám

hi m không gian Các nghiên c u t p trung vào c i thi n, t ng tính linh ho t, kh n ng thích ng khi làm vi c nh ng v trí và các ng d ng khác nhau cho robot t hành đang thu hút các nhà nghiên c u Bên c nh ng d ng các c i ti n các thi t k c khí,

c c u ch p hành chuy n đ ng linh ho t thì vi c ng d ng “m t máy” và ph n m m

x lý, đi u khi n s đem l i cho robot tính linh ho t và thông minh Các robot t hành

có g n camera và các thi t b k thu t khác nh m th c hi n m t nhi m v đ t tr c, ví

d nh các h th ng phát hi n l i c a v t li u s d ng camera, các h th ng dò đ ng,

h th ng phát hi n l i và hàn t đ ng, v n chuy n hàng hóa trong kho bãi, các h phát

hi n và bám m c tiêu di đ ng,…Trong các h phát hi n và bám m c tiêu di đ ng, camera đ c trang b đ có th nh n bi t m c tiêu, k t h p v i các thu t toán x lý nh

đ xác đ nh chính xác v trí c a m c tiêu (có ch c n ng nh m t m t th n) đ t đó

đi u ch nh c c u ch p hành sao cho tâm c a m t bám đúng m c tiêu Trong nh ng

n m g n đây, các h th ng bám m c tiêu di đ ng đ c quan tâm nghiên c u r t r ng rãi, nh t là trong lnh v c qu c phòng Lu n án đ c p đ n vi c nghiên c u thi t k và

ch t o robot t hành d ng non-holonomic bám m c tiêu di đ ng trong phòng thí nghi m c đi n t v i m c đích ph c v cho công tác nghiên c u các thu t toán x lý

nh và đi u khi n hi n đ i làm ti n đ cho vi c ch t o các s n ph m ph c v đào t o,

y t , công nghi p và xa h n n a là ng d ng cho an ninh, qu c phòng S n ph m trông

đ i c a lu n án là m t robot t hành t đ ng bám m c tiêu di đ ng trong phòng thí nghi m

Ngày nay, v i s phát tri n c a công ngh đi n t , t c đ tính toán c a vi x lý

t ng v t tr i, các ch c n ng h tr giao ti p v i các ngo i vi c ng đ c tích h p trên

m t chip, nh v y mà các ph ng pháp x lý nh hi n đ i và các ph ng pháp đi u khi n ph c t p nh đi u khi n thích nghi b n v ng có th th c thi m t cách d dàng

h n, chính vì th các h th ng bám m c tiêu di đ ng đ c c i thi n r t nhi u v m t

ch t l ng Vì th , các nghiên c u phát tri n thu t toán x lý nh hi n đ i và các thu t toán đi u khi n bám thích nghi, b n v ng ngày càng tr nên c p thi t do kh n ng th c

Trang 8

8

hi n các thu t toán này trong th c t s giúp cho các h th ng đi u khi n bám m c tiêu

n đ nh, chính xác và b n v ng h n khi h th ng ho t đ ng trong môi tr ng th c t

có nhi u tác đ ng và có s thay đ i c a tham s mô hình

Các robot thông minh có trang b camera th ng có hai lo i: lo i đ t c đ nh

th ng là m t b đ xoay Pan/Tilt có g n camera (robot hai b c t do) và lo i th hai

là robot t hành có g n camera Trên th gi i, các h th ng bám đ t c đ nh th ng

đ c phát tri n b i các t p đoàn s n xu t ch t o v khí, thi t b an ninh trên th gi i,

đó đ u là nh ng t p đoàn, công ty có nhi u n m kinh nghi m trong l nh v c s n xu t

ch t o v khí, thi t b an ninh C ng đã có m t s công trình công b liên quan [35,36,37,38] tuy nhiên đa s là nh ng bài nghiên c u, gi i thi u t ng quan không h

có các k t qu c th , chi ti t hay là bí quy t công ngh m i trong đó Vì đây là các h

th ng tích h p ng d ng nhi u cho an ninh, qu c phòng nên có tính nh y c m r t cao,

do v y vi c bí m t các bí quy t công ngh là t t y u ã có r t nhi u lo i s n ph m

đ c th ng m i hóa, tuy nhiên giá c a m t h th ng robot tích h p t đ ng bám m c tiêu ( ng d ng cho an ninh, qu c phòng) tùy theo các tính n ng kèm theo có giá t vài

tr m nghìn, hàng tri u đ n vài ch c tri u USD (đ c bi t là Vi t Nam không th mua

đ c đ ng b vì th ng b c m xu t kh u) Do đó, vi c nghiên c u v l nh v c này tr nên c p thi t, c ng đã có m t s c quan nghiên c u c a Vi t Nam đã và đang phát tri n các nhi m v nghiên c u theo h ng này và đã đ t đ c m t s thành qu nh t

đ nh [13,14,15,20]

Th i gian g n đây, các robot t đ ng bám m c tiêu đang thu hút s t p trung nghiên c u Trên th gi i, các h th ng này đ c trang b trên các tàu chi n, xe t ng, máy bay chi n đ u, máy bay không ng i lái, hay là các robot chi n binh đ dò phá bom mìn, tình báo, ho t đ ng trong các môi tr ng đ c h i, các đ a hình hi m tr ,…

V i h th ng bám di đ ng thì đ ph c t p đã t ng lên, các công b khoa h c liên quan

l i r t ít, đ c bi t là các công trình liên quan đ n vi c thi t k , ch t o thì h u nh không có [70,77] T i Vi t Nam, các k t qu nghiên c u lnh v c này ch a nhi u,

đ c bi t các c s nghiên c u không tr c thu c b qu c phòng ch a đ c h tr kinh phí đ phát tri n nghiên c u và ch t o th nghi m các s n ph m nên kh n ng ti p

Trang 9

9

N i dung nghiên c u c a lu n án này s t p trung vào vi c xây d ng và phát tri n m t h robot t hành d ng non-holonomic có g n camera, có kh n ng bám theo

m c tiêu di đ ng th c hi n đ c n i dung này c n ph i ti n hành các b c: ch

t o ph n c ng cho robot t hành, mô hình hóa và mô ph ng h robot đã xây d ng, nghiên c u các thu t toán x lý bám nh t đ ng và nâng cao ch t l ng bám, nghiên

c u các thu t toán đi u khi n bám cho robot đ t đó đ xu t thu t toán đi u khi n thích nghi nâng cao ch t l ng bám cho h phi tuy n có mô hình b t đ nh, và cu i cùng là hi n th c hóa các nghiên c u b ng s n ph m c a lu n án, m t robot t hành bám m c tiêu di đ ng, nh m m c đích ki m tra tính đúng đ n c a các thu t toán đ c

đ xu t và làm c s phát tri n các nghiên c u ti p theo

2 M c tiêu c a lu n án

M c tiêu c a lu n án là nghiên c u, đ xu t thu t toán đi u khi n thích nghi cho robot t hành bám qu đ o trên c s h phi tuy n b t đ nh, đ c bi t chú ý đ n ch t

l ng bám và s thay đ i c a các tham s c a robot (b i m c đích ng d ng c a robot

là t ng tác v i đ i t ng và môi tr ng khác nhau) và ch u tác đ ng c a nhi u khi

ho t đ ng trên các đ a hình khác nhau

M t y u t c ng c n chú ý là thu t toán đó ph i h ng đ n l p trình nhúng trên

vi x lý và ch y th nghi m th c t các thu t toán m i đ xu t, do đó nhi m v là ph i thi t k , ch t o m t robot t hành có g n camera t đ ng bám m c tiêu di đ ng trong phòng thí nghi m đ ki m ch ng Bên c nh vi c t p trung nghiên c u thu t toán đi u khi n m i, vi c nghiên c u và đ xu t thu t toán trong x lý nh đ c i thi n ch t

l ng phát hi n và đ nh v m c tiêu ph i ti n hành song song, b i t c đ , đ chính xác

 Nghiên c u các thu t toán x lý nh bám b t m c tiêu di đ ng, đ xu t các

ph ng pháp c i thi n nâng cao ch t l ng và t c đ bám

 Mô hình hóa và mô ph ng đ ng h c, đ ng l c h c, đ ng h c ng c c a mô hình robot t hành, các bài toán quy đ i các t a đ , tr c t a đ c a bài toán đi u khi n bám robot theo nh

Trang 10

10

 Nghiên c u các thu t toán đi u khi n thích nghi robot, m c đích là nâng cao

ch t l ng bám và kh n ng thích nghi khi robot có các tham s thay đ i và có nhi u tác đ ng khi ho t đ ng trong môi tr ng th c t và t ng tác v i m c tiêu (có các tham s kh i l ng và mô men quán tính thay đ i và ch u tác đ ng c a nhi u sai l ch

mô hình)

 Thi t k m t c u trúc ph n m m đi u khi n hoàn ch nh, đ ng b hóa và có kh

n ng cài đ t cho robot th c t đ ki m đ nh các k t qu nghiên c u lý thuy t chuyên sâu vào s n ph m robot

V th c hành:

 V i m c tiêu s n ph m ph i có kh n ng ng d ng, do đó công vi c kh o sát, đánh giá các s n ph m đã có trong và ngoài n c nh m rút ra các tiêu chu n cho s n

ph m c a lu n án là công vi c đ u tiên

 Thi t k và ch t o đ ng b ph n c ng và các thi t b ngo i vi v i ph n c khí theo đúng tiêu chu n công nghi p, thu n ti n cho ng i s d ng, d dàng l p ghép thao tác và nâng c p Ch t o các m ch đi n t , đi u khi n, giao ti p ngo i vi v i m c tiêu đ nhanh, m nh theo h ng có th m r ng và nâng c p

 Nghiên c u, thi t k và ch t o c m bi n đ nh v m c tiêu trên c s công ngh x lý nh k t h p v i b l c Kalman

 Thi t k c u trúc, l p trình, cài đ t các thu t toán đã nghiên c u cho robot,

đ ng c a nhi u Thu t toán này ch a đ c cài đ t trên b t c robot nào tr c đó trong

và ngoài n c, có tính linh ho t cao, c u trúc đ n gi n, d dàng cho vi c l p trình cài

đ t trên vi x lý, có kh n ng thích nghi khi có nhi u tác đ ng ho c khi tham s m và I

c a robot thay đ i đ c bi t thích h p v i mô hình robot s n ph m c a lu n án B đi u khi n đ xu t là s k t h p gi a hai khâu: b đi u khi n phi tuy n cho mô hình đ ng

h c và b đi u khi n thích nghi mô hình m u cho mô hình đ ng l c h c s d ng thông tin ph n h i t c c u ch p hành c a robot t hành

Ý ngh a v m t công ngh th c ti n:

Trang 11

11

 Thi t k , ch t o và ch y th nghi m thành công robot t hành có g n camera S n ph m này có th s d ng trong đào t o th c ti n cho sinh viên, h c viên cao h c các ngành robot, t đ ng hóa, đi u khi n và c đi n t … hi n đang r t c n t i

Vi t Nam S n ph m c ng đang đ c s d ng đ ph c v đào t o và nghiên c u khoa

h c cho sinh viên ngành đi u khi n t đ ng, tr ng i h c Bách khoa HN, i h c KH&CN – Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam, ngành c đi n t , i n

t tr ng i h c Công nghi p Hà N i và tr ng Cao đ ng ngh Công ngh cao Hà

N i H ng phát tri n đ n các ng d ng th c ti n nh ch t o các robot dò tìm l i và hàn t đ ng, dò đ ng và tr i th m nh a đ ng t đ ng, robot quan tr c môi tr ng

t i các n i có đi u ki n môi tr ng đ c h i, robot ph c v ch m sóc y t , robot dò phá

bom mìn…

5 N i dung c a lu n án

B c c c a lu n án bao g m 5 Ch ng:

Ch ng 1: " t v n đ nghiên c u và xây d ng robot t hành", nghiên c u

t ng quan v h th ng robot t hành có g n camera t đ ng bám theo m c tiêu di đ ng, các nghiên c u liên quan đ n l nh v c này trong và ngoài n c nh m đ nh h ng nghiên c u phát tri n cho lu n án bao g m các yêu c u v ph n c ng, ph n m m, nghiên c u và phát tri n thu t toán x lý nh, thu t toán đi u khi n m i phù h p cho

đ c i thi n ch t l ng nh nh m nâng cao đ chính xác c a c m bi n b t m c tiêu

Ch ng 3: "Mô hình hóa h robot t hành có g n camera" đi sâu nghiên c u

các ph ng pháp mô hình hóa, mô ph ng h robot t hành có g n camera, đ ng b h

tr c t a đ v t a đ tâm robot nh m ph c v cho bài toán thi t k thu t toán đi u khi n bám qu đ o, xây d ng mô hình mô t đ ng h c, đ ng l c h c, đ ng h c ng c

c a robot t hành có g n camera, s n ph m c a lu n án, đã đ c thi t k và ch t o

Ch ng 1 và quy đ i h t a đ v tâm c a robot s n ph m đ c k t h p v i các thu t toán x lý nh ch ng 2 đ xác đ nh qu đ o đ t cho bài toán đi u khi n bám qu

đ o c a robot t hành đ c nghiên c u ch ng ti p theo sau

Trang 12

m i công b [60] đ c trình bày T các phân tích u nh c đi m c a thu t toán này,

m t đ xu t m i nh m m r ng thu t toán thích nghi theo mô hình m u bám qu đ o cho robot t hành ngoài các tham s kh i l ng m,và moment quán tính I là b t đ nh

còn có thêm tác đ ng c a nhi u B đi u khi n đ xu t đ c th c hi n trên c s c u

trúc đi u khi n cascade g m hai khâu: b đi u khi n phi tuy n cho mô hình đ ng h c

và b đi u khi n thích nghi mô hình m u cho mô hình đ ng l c h c s d ng thông tin

ph n h i t c c u ch p hành c a robot t hành Tính n đ nh c a h kín đ c kh o sát

và th a mãn b i vi c l a ch n hàm Lyapunov t ng thích Các k t qu mô ph ng,

ch y th nghi m cho th y tính đúng đ n c a các phân tích lý thuy t, hi u qu c a c a

b đi u khi n đ xu t và kh n ng ng d ng trong th c t

Ch ng 5: “K t lu n” trình bày tóm t t các đóng góp chính c a lu n án và

h ng phát tri n c a lu n án trong t ng lai

Trang 13

13

Các h quang đi n t tích h p hay robot thông minh có trang b camera th ng

có hai lo i: lo i đ t c đ nh th ng là m t b đ xoay Pan/Tilt có g n camera (robot hai b c t do) và lo i th hai là robot t hành có g n camera Lo i th nh t đ c t p trung nghiên c u và có nhi u s n ph m n i b t đã đ c s d ng cho các h th ng an ninh, qu c phòng đ c bi t là các h th ng khí tài trang b cho phòng không không quân, h i quân, và c nh gi i b bi n… Ngoài vi c h Pan/Tilt c đ nh có tích h p camera nh trên, hi n h ng nghiên c u các robot t hành có g n camera c ng đang là

h ng nghiên c u t p trung c a các nhà nghiên c u M t h th ng robot thông minh

có g n v khí c ng đ c s d ng nhi u trong y t , công nghi p, an ninh qu c phòng và

có kh n ng thay th con ng i làm vi c trong các đi u ki n kh c nghi t và nguy hi m

ho c khám phá không gian Các robot t hành lo i này tr c đây th ng ho t đ ng

b ng các c m bi n nh c m bi n màu s c, h ng ngo i, c m bi n dò đ ng, siêu âm

G n đây các robot lo i này đ c phát tri n và tích h p thêm “th giác”, vi c tích h p trên robot h th ng camera thông minh ng d ng công ngh x lý nh s t ng kh

n ng c đ ng, và “thông minh” cho robot

N i dung c a ch ng 1 t p trung vào vi c nghiên c u t ng quan v m t h robot

t hành có g n camera, phân tích tình hình nghiên c u trong và ngoài n c nh m rút

ra h ng nghiên c u tr ng tâm c a lu n án Ch ng này c ng trình bày vi c xây d ng

và phát tri n hoàn thi n ph n c ng cho m t robot t hành có g n camera nh m m c đích vào vi c th nghi m lý thuy t, thu t toán nghiên c u c a lu n án

1.1 Nghiên c u t ng quan v h th ng robot có g n camera

1.1.1 T ng quan v m t h robot có g n camera bám m c tiêu di đ ng

Thông tin hình nh nh n đ c t đôi m t có vai trò r t quan tr ng đ i v i con

ng i, nó là kênh thông tin ch y u đ đ a ra các quy t đ nh c a con ng i, có c u t o không quá ph c t p song l i ch a m t l ng thông tin kh ng l Do đó vi c nghiên

c u và đ a các ng d ng c a th giác vào ng d ng trong th c t đã đ c đ a ra t khá lâu, tuy nhiên ch m i m y th p k g n đây, v i s phát tri n m nh c a các ngành công ngh cao liên quan nh toán – công ngh thông tin, công ngh vi đi n t – x lý

Trang 14

14

tín hi u s , đ u thu quang l ng t , laser, vi c - quang - đi n t MEMS, OMEMS thì

nh ng ý t ng đó m i d n tr thành hi n th c và “th giác máy” tr thành m t ngành khoa h c m i v i đ y nh ng h a h n Xin nêu m t s ng d ng c th [19]:

1/ Trong quân s : Các h th ng tích h p nhìn ngày và quang h ng ngo i nhìn

đêm có kh n ng quan sát và t đ ng đi u khi n dàn h a l c (pháo, tên l a) đ c l p

đ t cho các ch t đi m trên đ t li n, cho ch t canh c a các h i đ o, tr n đ a cao x , trên

xe t ng, tàu chi n, máy bay, tên l a ho c v tinh Chúng đ c thay th và h tr các dàn rada d b nhi u trong vi c t đ ng phát hi n, c nh gi i, bám b t m c tiêu c

bi t có nh ng lo i l p trên máy bay có kh n ng đi u khi n h a l c đánh phá hàng

ch c m c tiêu m t lúc Ngoài ra còn ph i k đ n các đ u t d n tên l a và đ n thông minh

2/ Trong an ninh, phòng ch ng t i ph m, b o v pháp lu t: Các h th ng camera

nh n d ng khuôn m t vân tay t đ ng c ng nh phát hi n, theo dõi, c nh báo các âm

v c ng d ng c c k quan tr ng trong qu c phòng an ninh, phát tri n kinh t , xã h i Các robot t hành thám hi m các hành tinh mà con ng i ch a th t i đ c

4/ Trong công nghi p, giao thông, xây d ng: H th ng quang đi n t đóng vai trò c a các th giác máy (machine vision) có kh n ng t đ ng đo đ c ki m tra ch t

l ng s n ph m trong các dây chuy n s n xu t: phân lo i h t ng c c, cà phê; tìm l i

l p ráp linh ki n các b n vi m ch và khuy t t t các m i hàn và đ ng c Các h th ng này c ng đ c ng d ng nh các robot hàn t đ ng, v n chuy n kho bãi, tr i th m

nh a, aphal trong xây d ng đ ng giao thông Các h th ng quang đi n t c ng đ c

ng d ng ngày càng nhi u trong giao thông nh đo t c đ , t đ ng ki m soát đi u khi n và phân lu ng giao thông

5/ Trong nghiên c u y sinh d c h c: Các kính hi n vi có kh n ng t đ ng

nh n d ng và đo đ m các t bào v i đ chính xác cao Các kính hi n vi có h th ng

d n đ ng laser cho phép th c hi n nh ng ph u thu t r t ph c t p nh m u não, n i

Trang 15

đi n t -máy tính, đ u thu quang l ng t , laser, c khí chính xác, quang h c, MEMS, OMEMS, đi u khi n đi n t đ ng, robot, x lý nh n d ng nh

Hình 1.1 S đ t ng quan c a m t h robot có tích h p camera

S đ nguyên lý ho t đ ng c a h robot có tích h p camera đ c bi u di n qua Hình 1.1 [19] nó bao g m nh ng c m ch c n ng chính sau:

1/- H thu nh n tín hi u hình nh: bao g m các camera, ng kính

S hóa nh A/D

X lý và

nh n d ng

nh

Các đèn chi u sáng ph

Hi n th nh

i u khi n các đ ng c

u thu

CCD, IR

C m bi n h tr khác

vi đi u khi n ) truy n

thông

Trang 16

aplication-4/- Máy tính và ch ng trình ph n m m nh n d ng và x lý nh t đ ng: có th

vi t b ng ngôn ng nhúng trên vi x lý, DSP, FPGA, ASIC ho c trên ngôn ng b c cao nh C, C++, VisualC, Labview, Matlab…đ ch y trên máy tính PC ho c máy tính nhúng

5/- H sensor h tr khác: đo xa laser (YAG-Neodym ho c laser diode), Gyro sensor, la bàn s , c m bi n t tr ng, sensor siêu âm…vv có th ghép n i máy tính, vi

x lý thông qua giao ti p n i ti p, ho c RF, 3G …vv

6/- H th ng truy n đ ng (các đ ng c ): th ng dùng là các đông c servo AC

và DC N u đ t trên ph ng ti n di đ ng (xe, tàu th y, máy bay, v tinh ) thì c n ph i

có b n đ nh trên c s các con quay h i chuy n (gyroscope)

Máy tính

i t ng

Trang 17

17

H th ng quang đi n t tích h p có th phân thành 2 l p, theo nh c u trúc c a

h , đó là h đ t c đ nh (tay máy robot c đ nh và có camera g n c đ nh Hình 1.2) và

h di đ ng (có camera g n trên robot t hành Hình 1.3) Trong h camera c đ nh,

camera đ c g n c đ nh so v i h tr c t a đ th c, thu th p nh c a c m c tiêu và c môi tr ng M c tiêu c a h camera c đ nh này là cung c p tín hi u đi u khi n sao cho robot có th t ng tác v i đ i t ng theo m t bài toán mong mu n, h th ng này

th ng đ c ng d ng trong các dây chuy n s n xu t, phân lo i s n ph m, trong công nghi p, bám m c tiêu trong an ninh qu c phòng

Hình 1.3 S đ h th ng robot t hành g n camera di chuy n

Trong Hình 1.3 là h có camera g n trên robot và c h robot và camera s di

chuy n M c đích c a c u trúc này là đi u khi n robot sao cho nh c a m c tiêu di

đ ng ho c c đ nh đ c duy trì v trí mong mu n trên m t ph ng nh thu đ c

M c đích c a h th ng bám t đ ng là đ duy trì m t “đ ng ng m” vi t t t là LOS (Line Of Sight) c m bi n - m c tiêu m t cách n đ nh và hoàn toàn t đ ng trong khi t n t i c chuy n đ ng t ng đ i c a m c tiêu và chuy n đ ng c a đ g n c m

bi n làm nhi u lo n t i d li u c m bi n hình nh M c tiêu th ng đ c đ nh v ban

đ u, b i ho c là ng i đi u khi n ho c là h th ng nh n d ng m c tiêu t đ ng Sau

đó, h th ng bám s khoá ch t m c tiêu và duy trì LOS t đ ng

1.1.2 T ng quan tình hình nghiên c u trong và ngoài n c

1.1.2.1 Tình hình nghiên c u ngoài n c

Trên th gi i có m t s tài li u nh : [35, 36, 37,38, 73, 74] ây là m t s công

b r t ít liên đ n h th ng quang tích h p trên th gi i Tuy nhiên đây đa s là nh ng bài nghiên c u, gi i thi u t ng quan không h có công b c th , chi ti t hay là bí quy t công ngh m i trong đó Vì đây là các h th ng tích h p có tính ch t đa ngành,

robot t hành camera

V t th c n giám sát

Trang 18

18

ng d ng nhi u cho an ninh, qu c phòng do đó vi c bí m t các bí quy t công ngh là

t t y u

V i các t p đoàn, công ty chuyên s n xu t các thi t b cho An ninh, Qu c phòng

l n trên th gi i nh : NASA, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Kollmorgen, Santa Barbara, Raytheon, Radamec, Newcon Optics, Flir…thì ch công b các tính

n ng k thu t, ch c n ng ho t đ ng c a các h th ng quang đi n t tích h p s n ph m

c a mình, t t c các tài li u nghiên c u, thi t k , tích h p chuyên sâu đ u không đ c

đ c p Vi c nghiên c u và đi đ n thi t k ch t o h quang đi n t bám b t theo nh

là r t có ý ngha, n u chúng ta ch đ ng đ c các khâu t nghiên c u, phát tri n cho

đ n công ngh ch t o thì ngoài tính kinh t còn b o đ m tính bí m t b t ng Công ngh này có tính l ng d ng nên s có th m ra và phát tri n nhi u ng d ng trong các lnh v c khác nh công nghi p, giao thông, y t , nghiên c u, truy n hình

Hình 1.4 nh m t s s n ph m h quang đi n t tích h p c đ nh trên th gi i

Hình 1.5 PAN robot, robot Pops, MIDbo (ngu n: www.mobilerobot.org )

Trang 19

19

Th i gian g n đây, các nghiên c u v dân s và t p trung h ng robot t hành

có g n camera (Hình 1.6) và bám theo m c tiêu di đ ng, các công trình nghiên c u t [44÷66] đ u t p trung vào h ng nghiên c u này

Hình 1.6 robot Talon, robot MARRS và robot Spirit thám hi m sao h a c a NASA

Trên th gi i, các h th ng quang đi n t tích h p đ c phát tri n b i s ít các

t p đoàn s n xu t ch t o v khí, thi t b an ninh, đó đ u là nh ng t p đoàn, công ty có nhi u n m kinh nghi m trong l nh v c s n xu t ch t o v khí, thi t b an ninh Nhìn chung, các b đi u khi n này r t đa d ng v ch ng lo i, m c đích s d ng, hình dáng, kích th c và tính n ng, có th rút ra m t s đ c đi m chính c a các b đi u khi n đó

nh sau:

+ V ph n c ng:

Hình th c: r t đa d ng, g n, ch c ch n, d l p đ t tùy t ng lo i ng d ng, t m quan sát, và đ m b o các yêu c u v an ninh, quân s : kín khít, ch ng n mòn, ch u

đ c th i ti t kh c nghi t nh m a, gió, khí h u bi n…

M ch in đ c thi t k nhi u l p, đ c nhi t đ i hóa đ b o đ m ho t đ ng an toàn tin c y, có kh n ng ch ng nhi u Các b đi u khi n s d ng ngu n đi n đi n áp

m t chi u 24V ho c 12V Ngu n đi n luôn luôn s d ng các m ch b o v quá đi n áp

và quá dòng Vi x lý và t t c các linh ki n đi n t đ u là lo i đ c ch ng dành cho quân s

Tùy theo m c đích t ng lo i và ng d ng mà h có các đ u vào ra thích h p v i các ng d ng đ ti t ki m chi phí và kích th c s n ph m Tuy nhiên, các đ u vào, ra

d dàng giao ti p, ghép n i v i các thiêt b ngo i vi khác c ng nh có kh n ng m

r ng v i thi t b bên ngoài nh h xoay súng, pháo, tên l a…

+ V ph n m m:

a s đ u gi ng nhau, có ch c n ng chính nh sau:

Trang 20

20

- c nh, video t camera truy n v , hi n th, l u tr nh thu đ c, truy n hình

nh qua cáp, m ng truy n thông không dây, Wifi…

- Có các ch c n ng đi u khi n h đ xoay, các thi t b ngo i vi

- Giao ti p v i Module Joystick đ đi u khi n

- Hi n th v trí, v n t c và góc quay

- Có kh n ng bám m c tiêu t đ ng

1.1.2.2 Tình hình nghiên c u trong n c

T nhi u n m nay, m t s c quan nghiên c u ch y u thu c B Qu c phòng đã

đ t v n đ nghiên c u xây d ng h th ng, có th k ra:

- Vi n Nghiên c u T đ ng hóa Quân s đã nghiên c u và ch t o thành công h quang đi n t tích h p ng d ng cho h a l c tên l a phòng không không quân ây là tài đã đo t gi i th ng H Chí Minh v Khoa h c công ngh ây c ng là công trình mang tính ch t tuy t m t

- Vi n V khí và Phân Vi n V t lý K thu t thu c Vi n Khoa h c Công ngh và

K thu t Quân s - B Qu c phòng c ng đã nghiên c u tri n khai h tích h p ng

d ng cho pháo phòng không

- Vi n Nghiên c u ng d ng công ngh B Khoa h c và Công ngh đã đ t v n

đ nghiên c u ch t o h th ng quang đi n t tích h p t đ ng bám m c tiêu d a trên hình nh và đã đ t đ c m t s k t qu nh t đ nh, và đây c ng là h th ng ng d ng cho Phòng không không quân, t m quan sát xa

- Ngoài ra còn ph i k đ n m t s c quan khác nh H c vi n k thu t quân s , quân ch ng phòng không không quân c ng đã nghiên c u tri n khai, tuy nhiên các k t

qu do đ c thù quân s mà thông tin không đ c công b nhi u

ánh giá chung là đa s các h th ng này đ u là các s n ph m ph c v bám m c tiêu bay, là các h quang đi n t tích h p đ t c đ nh, ph c v cho phòng không, có

t m quan sát bám b t xa (>2Km) M c dù các nghiên c u đã có các k t qu đã đ c

kh ng đ nh, tuy nhiên vì đây là m t h th ng đòi h i s k t h p c a r t nhi u l nh v c khoa h c công ngh cao và đ c bi t là l nh v c ng d ng cho qu c phòng do đó các thông tin là r t h n ch

i v i các h robot t hành g n camera bám m c tiêu di đ ng, c ng đã có m t

s công trình thu c các c quan nghiên c u ngoài B Qu c phòng đ c công b [13,

14, 15, 16, 17, 18,19, 20] và c ng nh đang đ c phát tri n: nh Vi n Công ngh

Trang 21

21

thông tin, i h c Công ngh , i H c Bách Khoa Hà N i và TP HCM Tuy nhiên có

th nh n th y đ i v i h robot t hành có g n camera hi n t i các k t qu nghiên c u trong n c là r t ít

c ng, nâng c p Ngoài ra, th c s vi c xây d ng, ch t o m t robot c ng có ý ngh a

th c ti n b i hi n các robot lo i này các tr ng đ i h c, cao đ ng, đ n v nghiên c u ngoài quân s là r t thi u, ng d ng đ u tiên c a s n ph m này là s trang b cho các phòng thí nghi m c đi n t c a các c s đào t o

- V ph n xây d ng c m bi n t camera (x lý nh, xác đ nh v trí m c tiêu): ngoài vi c nghiên c u và ng d ng các thu t toán x lý nh đã có, v n đ nâng cao

ch t l ng, b n v ng c a quá trình bám nh là nhi m v nghiên c u xu t đ a b

l c Kalman vào vi c nâng cao ch t l ng bám là m t g i ý, b i các công trình công b

tr c đã có m t s k t qu tuy nhiên ho c là m i ch d ng k t qu mô ph ng, ho c

là m i ch áp d ng cho các h c đ nh

- V ph n thi t k h th ng đi u khi n:

+ Tr c tiên là mô hình hóa và mô ph ng t ng th h th ng robot t hành đã xây

d ng t v trí c a m c tiêu, v trí robot quy v h tr c t a đ n m trên tâm robot Tính toán đ ng h c thu n, đ ng h c ng c c a h đ ph c v cho bài toán đi u khi n Nghiên c u m t thu t toán đi u khi n thích nghi bám qu đ o cho robot t hành khi có tham s : kh i l ng, moment thay đ i và có nhi u ma sát khi robot di chuy n trên các

đ a hình khác nhau, đây là vi c th ng xuyên x y ra đ i v i robot t hành M t yêu

c u là thu t toán có c u trúc đ n gi n và b n v ng nh m m c đích có th l p trình nhúng và th nghi m trên robot

Trang 22

22

1.2 Xây d ng mô hình robot t hành

Nh trong k t lu n ph n 1.2 v m c tiêu và nhi m v c a lu n án, công vi c đ u tiên là xây d ng m t robot di đ ng: thi t k c u trúc, xây d ng ph n c ng, l p trình

ph n m m cho lõi vi x lý, l p trình ph n m m trên PC đ giám sát ho t đ ng c a robot

1.2.1 Xây d ng c u trúc c a h robot t hành

1.2.1.1 C u trúc t ng quan c a h robot t hành bám m c tiêu chuy n đ ng

H th ng t ng quan bao g m có 3 b ph n chính [18, 19, 37] Hình 1.7: (1) Máy

tính PC, hình nh thu đ c t c m bi n hình nh (camera) và các tín hi u ph n h i v trí và t c đ c a robot s đ c x lý và tính toán t a đ c a m c tiêu T đó tính toán

ng c và s d ng các phép đ i tr c đ xác đ nh qu đ o chuy n đ ng m u cho bài

toán bám c a robot t hành, (2) Vi x lý ARM là b tính toán các giá tr đi u khi n t c

đ , v trí và momen (dòng c p) cho c c u ch p hành c a robot (là hai đ ng c đi n

m t chi u) u vào c a ph n này là tín hi u qu đ o đ t do máy tính PC g i xu ng và các tín hi u ph n h i t c c u ch p hành (3) robot t hành là robot hai bánh sau ch

đ ng, bánh tr c t l a, thu c d ng non-hononomic c đi m là b giá đ camera là

m t h đ xoay hai b c t do Pan/Tilt đ c g n có tr c tâm th ng v i t a đ tâm c a robot t hành

Hình 1.7 S đ t ng quan c a h th ng robot t hành bám m c tiêu di đ ng

Thu t toán đi u khi n bám

Trang 23

23

1.2.1.2 C u trúc ph n c ng robot t hành bám m c tiêu chuy n đ ng

Hình 1.8 C u trúc t ng th ph n c ng khi g n li n b x lý trung tâm trên xe robot

Hình 1.9 C u trúc t ng th ph n c ng khi tách b x lý trung tâm đ t riêng t i trung tâm

đi u khi n

Trang 24

24

C u trúc c a h đi u khi n g m hai ph n chính:

- Ph n 1: Máy tính PC v i nhi m v thu nh n nh và x lý nh d a vào chu i

hình nh thu đ c t camera đ nh n d ng và tính toán v trí c a đ i t ng m c tiêu Cung c p d li u v trí này cho m ch ch đi u khi n đ t trên robot (công đo n này mang tính ch t nh m t c m bi n ph n h i cho m ch ch đi u khi n robot)

- Ph n 2: Là m ch ch đi u khi n đ t trên robot, là ph n ch a các thu t toán

đi u khi n cho ho t đ ng c a robot: d a vào thông s v trí đ i t ng nh n đ c t

ph n m t trên PC (c m bi n hình nh), tính toán tín hi u đi u khi n robot bám theo sao cho đ i t ng di chuy n đ c duy trì m t v trí nh t đ nh trên m t ph ng nh và

m t kho ng cách nh t đ nh, ho c giao ti p v i đ i t ng

1.2.2 Xây d ng ph n c ng cho m ch ch đi u khi n robot:

NCS đã xây d ng m t board m ch ch đi u khi n trung tâm và các giao ti p ngo i vi, c th m ch ch đi u khi n có các kh i đã đ c xây d ng nh sau:

- Kh i x lý trung tâm: Chíp vi x lý đ c s d ng cho m ch ch đi u khi n trung tâm ph i có t c đ tính toán cao đ có th x lý các thu t toán có đ ph c t p,

đ ng th i có kh n ng m đ có th nâng c p sau này, có đ tin c y cao, kh n ng kháng nhi u t t V i nh ng yêu c u đó, NCS đã l a ch n lõi vi x lý ARM Cortex M3 LM3S8971 c a Texas Intruments (TI) ây là dòng vi đi u khi n 32 bit ARM Cortex-M3, ki n trúc Harvard, có kh n ng tính toán hi u su t cao phù h p trong các ng

d ng vi đi u khi n nhúng linh ho t M t s thông s c a lõi LM3S8971:

- Ki n trúc đ c t i u hóa v i chân linh ki n bé cho các ng d ng nhúng

- T n s ho t đ ng: 50MHz

- B nh trong: 256Kb flash, và 64 Kb SRAM

- GPIOs (General Purpose Input/Outputs, vào/ra m c đích chung): 4-38 GPIOs tùy thu c vào vi c c u hình, l p trình đi u khi n ng t cho GPIOs

- B n b Timer GPTM (General Purpose Timer Modules): m i b cung c p 2 b Timer/Counter 16 bit, và m i b có th đ c c u hình đ ho t đ ng đ c l p nh : 1 b Timer đ n 32 bit, 1 đ ng h th i gian th c 32 bit đ n m b t s ki n, b đi u ch đ

r ng xung PWM, đ kích ho t chuy n đ i t ng t -s

- ADC: 8 kênh đ u vào t ng t , t c đ l y m u là m t tri u m u trong 1 giây,

d dàng c u hình chuy n đ i t ng t -s

Trang 25

ng t, kích ho t ADC

- Ngu n c p: m ch ch đi u khi n trung tâm đ c nuôi b i ngu n Acquy 24V,

s d ng các IC ngu n chuyên d ng c a TI UA7812, UA7805, TLV1117-33 cho ra các

đi n áp m t chi u +3.3V, 5V, 12V Ngu n c p đ c b o v quá đi n áp và quá dòng

- Các đ u vào

u vào Counter: m ch ch đi u khi n đ c thi t k có 08 đ u vào đ m t c đ cao có th đ m đ c xung vuông 0÷5V t n s c c đ i 65Kz u vào đ m xung này

s d ng cho các c m bi n mà tín hi u ra là xung nh encoder ph n h i Kh n ng m

r ng thêm đ u vào đ m xung t c đ cao có th lên t i đa là 16

u vào s : m ch ch đi u khi n đ c thi t k có 32 đ u vào s v i m c tín

hi u chu n 24V, v i m c đính đ c các tín hi u logic nh công t c hành trình, công t c, nút b m Kh n ng m r ng c a đ u vào s lo i này t i đa là 48 đ u vào s logic

u vào t ng t : m ch ch đi u khi n đ c thi t k có 08 đ u vào t ng t

0÷5V và 2 đ u vào 0÷10V, 1 đ u vào 0÷20mA, 1 đ u vào 0÷40mV

u vào giao ti p I2C, UART: m ch ch đi u khi n đ c thi t k có 08 đ u giao

ti p I2C ho c UART Các chu n k t n i này giúp giao ti p v i gi a vi x lý v i các tín

hi u t các c m bi n ngo i vi c a robot nh : c m bi n siêu âm nh PIR, IR c a Sharp,

c m bi n gia t c và đ nghiêng Gyro sensor, ADXL203 và MMA7455…

- Các đ u ra:

u ra s : b đi u khi n có 16 đ u ra s ki u r le 24V, dòng t i đa 1A Dùng cho các m c đích đóng m các c c u ch p hành ki u logic u ra s có th m r ng

t i lên t i đa 48

u ra xung: đ u ra s d ng xung PWM, v i biên đ 0÷5V, t n s 0÷100Kz,

u ra xung PWM có th m r ng t i đa lên 08

u ra t ng t : tín hi u ra t ng t : b đi u khi n có 04 đ u ra t ng t 0÷5V;

2 đ u ra 0÷10V, dòng l n nh t là 1A Các đ u ra này nh m m c đích đi u khi n các c

c p ch p hành ki u nh val l u l ng, val khí nén…

Trang 26

26

- Kh i Driver đi u khi n đ ng c : l a ch n s d ng các IC c u chuyên d ng

c a TI đ đi u khi n các đ ng c c a robot đ có th ki m soát t c đ và góc quay m t cách chính xác Trên m ch ch có đ 06 đ u ra đi u khi n đ ng c ( đây là các đ ng

c DC Servo có Encorder 1000ppr) M t s đ c tính c a IC c u DRV8842, DRV8829, DRV8825, DRV8432:

 Driver đ ng c đi u khi n dòng c u H đ n

 Dòng đi u khi n l n nh t là 5A (t i đi n áp 24V, 25 đ c)

 Tuân th giao di n chu n công nghi p PWM

 D i đi n áp làm vi c r ng, t 8.2V đ n 45V

- Bàn phím: đây b m ch ch đi u khi n đ c thi t k bàn phím 16 nút 4x4,

đi u này s giúp ng i s d ng t ng tác d dàng h n

- Màn hình hi n th LCD: m ch ch có th giao ti p v i hai lo i hi n th th ng dùng các b đi u khi n là LCD và LCD Graphic

- C ng giao ti p RS232-RS485: m ch ch đi u khi n trung tâm có th đ c k t

n i v i máy tính ho c các thi t b khác qua c ng n i ti p RS232 ho c RS485 K t n i theo chu n RS232 đ n gi n, thu n ti n nh ng v n đ m b o đ c tính tin c y c n thi t

K t n i chu n RS485 m t m t cho phép k t n i khi b đi u khi n đ t xa máy tính giám sát Kèm theo các câu l nh chu n cung c p cho ph n m m giám sát trên máy tính

s giúp ng i s d ng t ng tác v i robot thu n ti n h n, đ ng th i c ng d dàng theo dõi quá trình đi u khi n

- C ng giao ti p m ng không dây RF: s d ng b truy n thông không dây

chuyên d ng 2.4 GHz c a TI là CC2500

Hình 1.10 nh ch p toàn b h robot t hànhs n ph m

Trang 27

 Xây d ng c u trúc t ng quan c a h robot t hành bám m c tiêu chuy n đ ng

 Thi t k và ch t o hoàn thi n ph n c ng c khí và m ch đi n t đi u khi n cho

m t robot t hành có g n camera nh m m c đích cho vi c th nghi m các lý thuy t, thu t toán nghiên c u c a lu n án sau này Robot đ c ch t o đ m b o các yêu c u

k thu t, m ch đi n t đi u khi n đ c thi t k và ch t o theo h ng m , có kh n ng nâng c p và ng d ng cho đa d ng robot các lo i khác nhau cho các ng d ng nâng

c p phát tri n ti p theo

Trang 28

28

Các nhi m v s đ c nghiên c u ch ng ti p theo là:

- Ph n c m bi n “m t máy”: nghiên c u và ng d ng các thu t toán x lý nh bám b t m c tiêu di đ ng, xác đ nh v trí m c tiêu Chú ý vào vi c nâng cao t c đ và

ch t l ng bám

- Mô hình hóa và mô ph ng t ng th h th ng robot t hành đã xây d ng t v trí

c a m c tiêu, v trí robot quy v h tr c t a đ n m trên tâm robot, tính toán đ ng h c thu n, đ ng h c ng c c a h đ ph c v cho bài toán đi u khi n

- Ph n thu t toán đi u khi n: nghiên c u và đ xu t thu t toán đi u khi n thích nghi bám qu đ o cho robot t hành khi có tham s kh i l ng, moment thay đ i, đ c

bi t chú ý t i tác đ ng c a nhi u ma sát ây là nh ng tr ng h p th ng xuyên x y

ra đ i v i robot t hành khi nó ho t đ ng trong môi tr ng khác nhau v đ a hình và

t ng tác v i đ i t ng bám Thu t toán đòi h i ph i có c u trúc đ n gi n, b n v ng

nh m m c đích cài đ t l p trình nhúng và th nghi m trên robot đ m b o tính th i gian

th c cho toàn h

Trang 29

29

C S X LÝ NH CHO BÀI TOÁN BÁM M C TIÊU DI

NG

Ch ng 2 trình bày các k t qu nghiên c u, mô ph ng và th c nghi m v x lý

nh xác đ nh v trí m c tiêu (xem hình 1.7), đây là vòng x lý trên máy tính PC ph c

v vi c tính toán qu đ o đ t cho bài toán đi u khi n bám c a robot di đ ng, đ c trình bày chi ti t

X lý nh bám m c tiêu di đ ng là m t h ng nghiên c u không m i, hi n đã có

r t nhi u các công trình, thu t toán đ c công b và ng d ng vào th c t Nh ng áp

d ng các k t qu nghiên c u này cho t ng ng d ng c th nh th nào cho phù h p

l i là v n đ luôn luôn m i M t đi u ch c ch n là không th có m t thu t toán hay

m t ph n m m nào có th đ m b o bám nh cho t t c các đ i t ng nh máy bay, tàu

th y, xe t ng, xe máy, ng i, qu bóng đá, qu bóng bàn … hay có th bám m t đ i

t ng nào đó nh k trên khi nó ho t đ ng trong các môi tr ng hay đ a hình b t k Chính vì v y, m c tiêu nghiên c u phát tri n và nâng cao kh n ng bám m c tiêu di

đ ng trong phòng thí nghi m (kho ng cách t i đa đ n m c tiêu là  3m, kích th c

m c tiêu là2cm2 S Taget  10cm2) cho robot t hành đ c quan tâm nghiên c u trong

ch ng này Bao g m các nghiên c u t ng quan v c u trúc c a m t h th ng bám s

d ng x lý nh và áp d ng các thu t toán x lý nh đã có vào bài toán bám qu bóng bàn trong ph m vi phòng thí nghi m Các k t qu nghiên c u m i nh m nâng cao ch t

t t là LOS (Line Of Sight) c m bi n - m c tiêu m t cách n đ nh và hoàn toàn t đ ng

trong khi t n t i c chuy n đ ng t ng đ i c a m c tiêu và chuy n đ ng c a đ g n

c m bi n làm nhi u lo n t i d li u c m bi n hình nh [35, 36, 37, 38] M c tiêu

th ng đ c đ nh v ban đ u, b i ho c là ng i đi u khi n ho c là h th ng nh n d ng

m c tiêu t đ ng Sau đó, h th ng bám s khoá ch t m c tiêu và duy trì LOS t đ ng

Trang 30

30

H th ng bám hình nh t đ ng thông th ng bao g m 3 ph n chính (hình 2.1): (1) b c m bi n nh (camera ch ng h n), (2) b ch p hành th ng là các tr c kh p

quay (gimbal) có g n đ ng c ho c khí nén, và (3) b x lý M t vòng đi u khi n ph n

h i, đ c g i là vòng bám, liên t c hi u ch nh b ch p hành đ gi m c tiêu vào tâm

c a tr ng nhìn vi t t t là FOV (Field Of View) b c m bi n B x lý s khép kín

vòng này b ng cách tính toán đ l ch đ đi u khi n b ch p hành Các thành ph n ho t

đ ng theo th t sau: (1) b x lý đ nh v tín hi u m c tiêu trong dòng hình nh t b

c m bi n, (2) b x lý c l ng tr ng thái m c tiêu và t o ra các l nh đi u khi n c

c u ch p hành trên c s các thông tin tr ng thái, (3) l nh đi u khi n đ c áp d ng vào LOS c m bi n, (4) b c m bi n t o ra m t dòng video m i, và (5) quá trình đ c l p

và lu t đi u khi n đ c th c hi n b i giá tr trung bình c a m t vòng đi u khi n t l

đ n gi n Ng c l i, các h th ng bám hi n nay đ c thi t k đ bám chuy n đ ng c a

xe c trên m t đ t trong m t môi tr ng l n x n, có th s d ng ph ng pháp ti p c n

đa ki u d a trên thu t toán t ng quan và tr ng tâm Nh ng ví d khác có t l đ ng

l c h c cao nh thông tin b phóng máy bay, tàu sân bay đ c s d ng nh là d li u

ph thu c trong vi c xác đ nh LOS Thông th ng h th ng này yêu c u nhi u máy tính, b x lý nh tinh vi, và m t giao di n t c đ cao

Trang 31

31

k ki u vòng ph n h i này, ta áp d ng nguyên lý phân tách trong lý thuy t đi u khi n

ng u nhiên [18,19, 37, 38] Nguyên lý này đ nh ngh a m t ki n trúc đi u khi n đó tách ph n c l ng tr ng thái, d a trên d li u c m bi n camera, ra kh i ph n t o lu t

đi u khi n

c l ng v trí m c tiêu th ng đ c tính trên m t nh con nh đ c g i là c a

s m c tiêu (đ n gi n là c a s hay c a) Hình 2.2 mô t c a s m c tiêu th ng bao

quanh m c tiêu B ng cách ch x lý m t ph n c a tr ng nhìn n m bên trong c a s , thì các nh h ng c a nhi u lo n và n trong quá trình bám là b tri t tiêu l n, làm cho

h th ng bám n đ nh h n T n d ng nh trong c a s đ c l ng ví tr m c tiêu

c ng tránh đ c h n ch v s l ng c n x lý Nh m t quy t c, c a s (th ng là hình ch nh t ho c hình vuông) nên có kích th c nh nh t c n thi t đ ch c ch n hoàn thành m c tiêu

Hình 2.2 C a s m c tiêu kh nhi u

Các ch c n ng c a h th ng bám nguyên thu đ c mô t trong hình 2.1 Các

ch c n ng ph thêm vào là c n thi t đ h tr cho các ch c n ng đ u tiên Hai ch c

n ng ph quan tr ng nh t là ch c n ng xác đ nh c a s m c tiêu (nó h tr vi c đ nh

c a s b ng cách đo kích th c m c tiêu) và ch c n ng dò breaklock, là tr ng thái mà

h th ng bám không thu th p đ c m c tiêu đúng, đ c s d ng b i ph n xác đ nh

LOS Hình 2.3 mô t ki n trúc h th ng bám chung, bao g m c hai ch c n ng nguyên thu và các ch c n ng ph

Th ng khi thu đ c s c l ng v trí m c tiêu không t t do vi c b c

l ng v trí m c tiêu c l ng không chính xác i u này có th xu t hi n, ví d , n u

m c tiêu l n vào n n b i nhi u lo n n n, d n t i vi c c l ng v trí không còn chính

Trang 32

v n đ nh nhi u

Hình 2.3 Ki n trúc toàn th h th ng bám

Khi m t đi u ki n breaklock xu t hi n, h th ng bám có th duy trì t a đ robot

t hành d a trên tr ng thái m c tiêu d đoán đ c Trong mô hình “tr t”, vòng l p

bám là vòng m , t a đ ti p t c di chuy n theo h ng và t c đ đ c xác đ nh th i

đi m cu i cùng mà b c l ng tr ng thái m c tiêu c l ng đ c tr c khi breaklock Sau khi m c tiêu đã đ c thu th p l i và vi c c l ng v trí m c tiêu đáng tin c y l i đ c thi t l p, ch c n ng breaklock báo hi u cho ch c n ng xác đ nh LOS tr l i ho t đ ng vòng đóng

- Bám theo hình d ng, màu s c (MeanShift, Camshift)

2.2.1 Ph ng pháp bám theo các đ c đi m c a nh (Thu t toán KLT)

Trong tr ng h p t ng quát, ph ng pháp KLT [78, 80, 82] xu t phát t hai câu

h i c b n là: (1) làm th nào đ ch n các đ c tính, và (2) làm th nào đ bám chúng t khung này t i khung ti p

Trang 33

33

Khi camera di chuy n, các m u c a c ng đ nh thay đ i ph c t p Trong

tr ng h p t ng quát, m i hàm s 3 bi n I(x,y,t), trong đó bi n không gian x và y, c ng

nh bi n th i gian t là r i r c và đ c gi i h n, có th bi u di n m t dãy nh liên ti p

Tuy nhiên, các nh đ c l y t i th i đi m g n nhau th ng có quan h m nh v i nhau,

b i vì chúng d a vào quang c nh gi ng nhau đ c l y t các đi m nhìn khác nhau r t

nh i u này có ngh a là hàm I(x,y,t) là không tu ý, mà

Thu t toán KLT ch c l ng hai tham s (vector d ch chuy n) trong các c a s

nh B t k s trái ng c nào gi a các c a s liên ti p đó không th đ c gi i thích

b ng m t d ch chuy n đ c xem xét là l i, và vector d ch chuy n đ c ch n đ c c

ti u l i này

N u chúng ta đ nh ngh a l i J x( ) I(x,y,t)và I(x  d) I(x ,y ,t) đó

bi n th i gian đã đ c rút l i cho ng n g n, mô hình nh c c b s là

)()()(x I x d n x

(2.5)

và e là vector 21 sau:

Trang 34

ma tr n G có th đ c tính toán t m t khung, b ng cách c l ng các gradient và

tính toán moment b c hai c a chúng Vector e, theo cách khác, có th đ c tính t sai

phân hai khung, theo gradient tính trên

M t v n đ quan tr ng là ph i ch n đ c c a s ch a đ c tính t t Ta có th bám

m t c a s t khung t i khung n u h (2.4) bi n di n các đo l ng t t, và n u nó có

th đ c gi i tin c y i u này có ngh a là ma tr n h s 22 G c a h ph i là c trên

m c n nh và có đi u ki n t t Nh v y, yêu c u v n là c hai giá tr riêng

(eigenvalue) c a G ph i là l n, trong khi yêu c u v đi u ki n ngh a là chúng không

th khác b i m t vài b c c a c ng đ Hai tr riêng nh ngh a là m t mô t s l c

c ng đ đ i th không đ i trong m t c a s M t tr riêng l n và m t nh t ng ng

v i m t m u không đ nh h ng Hai tr riêng l n có th bi n di n các góc, k t c u

mu i h t tiêu, ho c b t k m u nào khác có th đ c bám đáng tin c y Trong th c t , khi tr riêng nh h n là đ l n đ phù h p v i chu n n, thì ma tr n G c ng th ng là

đi u ki n t t K t qu , n u hai giá tr riêng c a G là 1 và 2, s ch p nh n m t c a s

I

L L

y x I

L L

y

Trang 35

x x

x x

p

p

y x

x p

p

y x I y x I y

x I G

, (

2 2

kh i đ u c a l p L-K: v0  [ 0 0 ]T

for k=1 to K with step 1 (ho c t i khi  k ng ng chính xác)

sai phân nh: ( , )  ( , )  (   1,   k1).

y L y k

x L x L L

x x

x x

p

p

x k

p

p x k

y x I y x I

y x I y x I b

) , ( ) , (

d 

v trí c a đi m trên J: vud

2.2.2 Thu t toán bám nh Camshift

Thu t toán Camshift đ c phát tri n trên c s thu t toán Meanshift [76] Camshift vi t t t c a “Continuously Adaptive Meanshift” Nó bao g m thu t toán c

s Meanshift v i thích ng các b c thay đ i kích c c a vùng Các b c th c thi thu t toán:

Các b c ti n hành thu t toán Camshift:

1 Kích ch n kích th c khung bám

2 Ch n v trí kh i t o c a khung bám (c a s bám)

3 Tính giá tr trung bình bên trong khung bám

4 t tâm khung bám v trí trung bình đã tính trong b c 3

5 L p l i b c 3 và b c 4 cho đ n khi h i t (ho c cho đ n khi đ d ch chuy n

v trí tâm nh h n m t ng ng đ t tr c)

u tiên là m t histogram đ c t o ra, histogram này ch a các thu c tinh liên quan đ n màu s c và ti p theo tâm và kích c c a m c tiêu đ c tinh toán đ theo dõi

Trang 36

36

m c tiêu khi hình d ng và kích c c a nó thay đ i Tính xác su t phân b m c tiêu c n

c và histogram nh n đ c D ch chuy n đ n v trí m i v i m i khung hình v a nh n

đ c t video Camshift s d ch chuy n đ n v trí mà nó c l ng t p trung nhi u

đi m sáng nh t trong b c nh xác su t, tìm v trí m i b t đ u t v trí tr c đó và tính toán giá tr tr ng tâm v a tìm đ c

L u đ thu t toán Camshift:

Hình 2.4 L u đ thu t toán Camshift

2.2.3 K t h p b l c Kalman v i thu t toán bám nh Camshift

Khi robot ho t đ ng trong nh ng đi u ki n môi tr ng khác nhau c a m c tiêu chuy n đ ng, n n nh và s che khu t có th c n tr vi c theo dõi và bám theo nh c a

đ i t ng Trong ph n này s trình bày vi c s d ng k t h p b l c Kalman v i thu t toán bám nh Camshift nh m m c đích nâng cao ch t l ng bám nh Trong thu t

nh HSV

Tính Histogram c a vùng tính toán

Xác xu t phân b m u

Tính tr ng tâm đ i

t ng

t tâm khung bám vào tâm đ i t ng và tính di n tích l i

H i t

Kích ch n kh i t o

v trí và kích th c khung bám

K t qu X, Y, Z và Roll

Trang 37

37

toán bám nh Camshift đ c gi i thi u ph n trên có th th y đ i t ng đ c bám t t khi n n nh không nh h ng đ n đ i t ng, tuy nhiên khi đ i t ng bám b che khu t hay l n màu v i n n nh, s gây ra hi n t ng m t bám kh c ph c nh c đi m này

và nâng cao ch t l ng bám, b l c Kalman đ c s d ng [40, 73, 76, 77]

Sau khi ti n hành thu t toán Camshift ta s có đ c tr ng thái h th ng xk,, yk, v trí x và y c a đ i t ng t i th i đi m k V i nh ng đánh giá đ c đ c p phía trên ta

có th s d ng b l c Kalman đ t o ra ph ng pháp gi i h n v trí c a đ i t ng hi u

qu h n, đi u đó là đ nói thay vì tìm ki m đ i t ng trong toàn b m t ph ng nh ta

s đ nh ngh a m t c a s tìm ki m (hay c a s m c tiêu đ c d c p trong m c 2.1)

t p trung vào giá tr d đoán xk

c a b l c

Hình 2.5 S đ k t h p b l c Kalman và Camshift

Các b c s d ng b l c Kalman cho vi c bám đ i t ng là:

B c 1: Kh i t o (k=0) Trong b c này nó s tìm ki m đ i t ng trong toàn b

b c nh do chúng ta không bi t v trí tr c c a b c nh Theo cách này ta nh n đ c

x0 T ng t ta có th đánh giá m t l ng dung sai l n ban đ u (P0)

B c 2: D đoán (k>0) Trong giai đo n này s d ng b l c Kalman ta d đoán

v trí t ng đ i c a đ i t ng, nh v y v trí xk

đ c coi nh trung tâm tìm ki m đ tìm ki m đ i t ng

B c 3: Hi u ch nh (k>0) Trong ph n này ta đ t đ i t ng (là m t chu i đi m

đ c d đoán trong tr ng thái tiên nghi m xk

) và ta s d ng v trí th c c a nó (đo đ c)

đ th c hi n vi c hi u ch nh tr ng thái b ng cách s d ng b l c Kalman tìm ki m xk

B c 2 và 3 đ c th c hi n trong khi vi c bám đ i t ng v n đang ti n hành

- Mô ph ng k t h p b l c Kalman v i thu t toán bám nh Camshift

Trang 38

38

minh h a nh ng k t qu c a vi c dùng b l c Kalman trong vi c bám đ i

t ng [77], ta l a ch n cho bám theo m t qu bóng và xem xét các tr ng h p sau:

Hình 2.6 S đ tóm t t c a b l c Kalman

a) Trong th nghi m này, ta th c hi n bám theo m t qu bóng, qu bóng s di chuy n t ng đ ng v i m t đ ng th ng tuy n tính, đ c miêu t b i h ph ng trình sau:

Trang 39

39

1 1 1 1

1010 0101

W 0010

- wk, v klà vector nhi u h th ng, nhi u đo l ng d ng n tr ng, Gaussian, v i k

v ng b ng 0 Chúng gi i thích cho s không ch c ch n trong gia t c c a đ i t ng

l ng đ c v trí đ i t ng ngay c khi b che khu t nh Cách đ th c hi n vi c này

là xem xét hai giai đo n c a b l c: d đoán và hi u ch nh Có ngh a là n u vi c gi i

h n v trí c a đ i t ng là không trong m t chu i c a tr ng thái d đoán c a b l c

Trang 40

40

(trong th i đi m k), ta có th coi r ng đ i t ng b che khu t b i m t vài đ i t ng

khác, do đó ta s không th dùng hi u ch nh đo và s ch l y giá tr l c tiên nghi m v trí c a đ i t ng Hình 2.8 ch ra ho t đ ng c a b l c khi đ i t ng b che khu t H

th ng này đ c mô t v i nh ng bi u th c t ng t đ c dùng trong tr ng h p a)

Hình 2.8 B l c Kalman khi b che khu t

c) H u h t các qu đ o chuy n đ ng c a đ i t ng là thay đ i ph c t p (thay đ i

c v n t c và gia t c) không th mô hình hóa b i các h th ng tuy n tính, khi đó chúng

ta ph i dùng các ph ng trình phi tuy n, do đó trong nh ng tr ng h p này ta s dùng

b l c kalman m r ng EKF (Extended Kalman Filter) Hình 2.10 cho th y rõ ch t

l ng bám s d ng b l c Kalman m r ng cho vi c bám đ i t ng v i qu đ o ph c

t p t t h n h n c a b l c Kalman thông th ng V i b l c Kalman m r ng đ c

mô hình hóa s d ng các ph ng trình không gi i h n chuy n đ ng c a Brownian (trong khi b l c Kalman thông th ng, mô hình h th ng đ c s d ng các ph ng trình c a tr ng h p a)

1

xk  f k( , x )k  wk (2.12)

1 1 1 1

1

4 1

4

w 1

4 1

k k

x y

Ngày đăng: 12/05/2014, 18:46

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.11.  nh ch p bên trong và bên ngoài robot - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 1.11. nh ch p bên trong và bên ngoài robot (Trang 27)
Hình 2.2.  C a s  m c ti êu kh  nhi u - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.2. C a s m c ti êu kh nhi u (Trang 31)
Hình 2.3.  Ki n trúc toàn th  h  th ng bám - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.3. Ki n trúc toàn th h th ng bám (Trang 32)
Hình 2.6. S  đ  tóm t t c a b  l c Kalman - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.6. S đ tóm t t c a b l c Kalman (Trang 38)
Hình 2.9. S  đ  tóm t t c a b  l c Kalman m  r ng - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.9. S đ tóm t t c a b l c Kalman m r ng (Trang 41)
Hình 2.10. Vi c theo dõi các chuy n đ ng ph c t p s  d ng b  l c Kalman m  r ng - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.10. Vi c theo dõi các chuy n đ ng ph c t p s d ng b l c Kalman m r ng (Trang 42)
Hình 2.12. Ch p các frame ch y th c nghi m v i thu t toán bám Camshift có Kalman - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 2.12. Ch p các frame ch y th c nghi m v i thu t toán bám Camshift có Kalman (Trang 43)
Hình 4.1. Ph i c nh c a h  robot t  hành có g n camera bám m c tiêu di đ ng - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.1. Ph i c nh c a h robot t hành có g n camera bám m c tiêu di đ ng (Trang 56)
Hình 4.4. C u trúc đi u bám khi n thích nghi tách mô hình đ ng h c và đ ng l c h c - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.4. C u trúc đi u bám khi n thích nghi tách mô hình đ ng h c và đ ng l c h c (Trang 63)
Hình 4.8.  S  đ  mô ph ng tr êm Simulink h  th ng khi s  d ng b  đi u khi n  không thích nghi - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.8. S đ mô ph ng tr êm Simulink h th ng khi s d ng b đi u khi n không thích nghi (Trang 80)
Hình 4.9. S  đ  mô ph ng trêm Simulink h  th ng khi s  d ng b  đi u khi n thích nghi theo - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.9. S đ mô ph ng trêm Simulink h th ng khi s d ng b đi u khi n thích nghi theo (Trang 80)
Hình 4.11. Các bi n sai l ch tr  v  g n t i 0 trong kho ng h n 3s. - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.11. Các bi n sai l ch tr v g n t i 0 trong kho ng h n 3s (Trang 83)
Hình 4.13.    (a) H i t  c a các bi n sai l ch; (b)  V n t c t nh ti n  và v n t c quay khi s - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.13. (a) H i t c a các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s (Trang 84)
Hình 4.14.   (a) Qu  đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.14. (a) Qu đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s (Trang 85)
Hình 4.15.    (a) Qu  đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s - Xây dựng Robot tự hành dạng Nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo
Hình 4.15. (a) Qu đ o bám các bi n sai l ch; (b) V n t c t nh ti n và v n t c quay khi s (Trang 86)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w