bài tập lớn robot dạng người đề tài robot asimo

Điểm ZMP Trang 3 3Humanoid Robot Năm 1986, Tập đoàn Honda bắt đầu một chương trình phát triển robot giống người.. Trang 5 bai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.ro

Giảng viên hướng dẫn:

Nhóm sinh viên: Hà Mạnh Tuấn

Phạm Ngọc Cảnh Nguyễn Đình Cảnh

3 Điểm ZMP

Humanoid Robot

Humanoid Robot

 Năm 1986, Tập đoàn Honda bắt đầu một

chương trình phát triển robot giống người đôi

khi phải mất đến 20 giây để hoàn thành xong

một bước.

 Từ năm 1987-1991, các thế hệ người máy sau

đó của Honda là E1, E2, E3 đã được cải tiến và

có thể bước đi khá nhanh với vận tốc 1,2

km/giờ trên những bề mặt bằng phẳng.

 Từ năm 1991-1993, mẫu người máy E4, E5,

E6 có thể đi vững chắc thậm chí trên bậc thang

hay những mặt dốc nhưng có điểm yếu là to,

• P1 có thể bật tắt máy tính hay các thiết bị ngoại vi,

nắm tay nắm cửa, nhặt và mang đồ vật.

• P2 là người máy đầu tiên bước đi bằng hai chân

giống người và tự vận hành trên thế giới

• P3 là người máy đầu tiên có thể bước đi giống con

người một cách độc lập hoàn toàn.

 Phiên bản năm 2011có thể chạy ở tốc độ 9km/giờ,

được trang bị trí tuệ nhân tạo để nhận biết nhiều giọng

nói cùng lúc, đồng thời tránh đâm vào nhau khi di

chuyển Nó cũng có thể thực hiện một số tác vụ như

nhảy, bước đi trên các bề mặt không bằng phẳng, sút

bóng hoặc rót nước

5

Humanoid Robot

 Nghiên cứu được thực hiện trên dòng E và P đã

dẫn đến sự ra đời của ASIMO, là từ viết tắt của

Advanced Step in Innovative Mobility

 Việc phát triển bắt đầu vào năm 1999 và ASIMO

đầu được công bố vào tháng 10 năm 2000.

 Đây là robot hình người tiên tiến nhất thế giới

vào thời đó

 Lịch sử phát triển

ASIMO 2000 ASIMO 2004

6

Humanoid Robot

ASIMO 2011

 Tính năng của ASIMO 2011

 Nhận dạng các đối tượng chuyển động,nhận

dạng các cử chỉ.

 Bắt tay một người khi được yêu cầu, đồng thời

quản lý sức lực của họ.

 Có thể phân biệt giọng nói và tiếng ồn ký sinh.

 Đi theo một người, chào một người đang đến

gần, xưng hô với một người bằng tên.

7

Humanoid Robot

 Kết nối : có thể kết nối Internet và do đó truy cập thông tin mới nhất.

 Hoàn thành nhiệm vụ của lễ tân hoặc hướng dẫn thông tin.

 Có thể nắm tay ai đó và di chuyển đồng bộ với họ.

 Khả năng điều động và điều chỉnh quỹ đạo của xe đẩy có khối lượng đến 10 kg Tương tự như vậy, anh ấy có thể xách khay ăn trong khi vẫn để hai tay nằm ngang một cách hoàn hảo.

 Tính năng của ASIMO 2011

• Ground reaction force control (cơ chế điều khiển phản lực

với mặt sàn): có nghĩa là lòng bàn chân của ASIMO tiếp

xúc một cách không hoàn toàn với sàn trong khi vẫn giữ

được tư thế vững chắc.

• Target ZMP control (tạm dịch Cơ chế hướng tới điểm cân

bằng) : có nghĩa là khi cơ thể ASIMO không còn đứng

vững và rơi về một hướng nào đó, phần trên của ASIMO

sẽ tự động di chuyển về hướng ngược lại Cùng lúc đó,

ASIMO sẽ tăng tốc độ di chuyển nhằm nhanh chóng lấy

lại cân bằng.

 Tính năng của ASIMO 2011

9

Humanoid Robot

• Foot-planting location coltrol (Tạm dịch Cơ

chế định vị bước đi) : được kích hoạt khi cơ

chế hướng điểm cân bằng bắt đầu hoạt

động Nó sẽ tự động điều chỉnh lại chiều dài

mỗi bước đi để lấy lại sự điều hòa giữa tư

thế, vận tốc cơ thể và chiều dài mỗi bước đi.

 Tính năng của ASIMO 2011

• hông :2 bậc mỗi hông

• chân: 6 bậc mỗi chân

 Tổng 57 bậc tự do

 Ngôn ngữ: Tiếng Anh và tiếng Nhật

11

 Thông tin của ASIMO 2011

 Nguồn cấp: 51.8V, loại pin Lithium

 Thời gian vận hành :1h

 Bàn tay: nặng 0.5kg

Tự sạc độc lập

Humanoid Robot

12

 Cảm biến

• Cảm biến trong là cảm biến cảm nhận các thông tin nội tại

của robot như vị trí, hướng và tốc độ của các khớp và của

cơ thể.

• Cảm biến ngoài là cảm biến đo sự tác động của môi trường

lên robot bao gồm thông tin về lực và mô men xoắn tương

tác giữa robot và các đối tượng khác.

• Tầm nhìn được tạo ra bằng các sensor quang Trong robot

hình người nó được sử dụng để nhận ra các đối tượng và

xác định thông tin về họ Nó đóng vai trò như đôi mắt con

người sử dụng cảm biến ảnh CCD.

 Thông tin của ASIMO 2011

• Cảm biến âm thanh cho phép robot hình người được nghe giọng nói và âm thanh từ môi trường,

và thực hiện chức năng đôi tai con người Microphones thường được sử dụng cho nhiệm vụ này.

• Có các cảm biến hỗ trợ tự điều h Hai camera bên trong đầu được sử dụng như một

cảm biến hình ảnh để phát hiện chướng ngại vật

• Phần dưới của thân có cảm biến mặt đất bao gồm một cảm biến laser và một cảm

biến hồng ngoại Cảm biến laser được sử dụng để phát hiện bề mặt đất Cảm biến hồng ngoại với khả năng điều chỉnh màn trập tự động dựa trên độ sáng được sử dụng để phát hiện các cặp dấu sàn để xác nhận các con đường có thể điều hướng của bản đồ đã được lên kế hoạch Bản đồ được tải sẵn và việc phát hiện các điểm đánh dấu tầng giúp robot xác định chính xác vị trí hiện tại và liên tục điều chỉnh vị trí của nó.

• Có cảm biến siêu âm phía trước và phía sau để cảm nhận các chướng ngại vật Cảm biến phía trước được đặt ở phần dưới của thân cùng với cảm biến mặt đất Cảm biến phía sau được đặt ở dưới cùng của ba lô [

1

15

Humanoid Robot

16

Humanoid Robot

 Khởi tạo robot

 Code Matlab khởi tạo robot

20

Humanoid Robot

 Động học thuận

23

Humanoid Robot

 Động học ngược

24

Humanoid Robot

 Động học ngược

25

Humanoid Robot

 Động học ngược

26

Humanoid Robot

 Động học ngược

27

Humanoid Robot

28

Humanoid Robot

 Điểm ZMP (Zero-Moment point)

 Là điểm mà tại đó momen xoắn bằng 0, khi mà phản

lực động tại điểm tiếp xúc giữa chân và mặt đất không

gây ra bất kì momen nào theo phương ngang

 Support Polygon

 Là một đa giác lồi nhỏ nhất bao quanh tất cả các điểm tiếp xúc của robot với mặt đất

Minh họa Support Polygon của chân robot

29

Humanoid Robot

 Điểm ZMP luôn tồn tại bên trong Support Polygon

 Khi con người đứng trên mặt đất, ZMP trùng với hình

chiếu trên mặt đất của CoM (khối tâm) Trong trường

hợp này, con người có thể giữ thăng bằng nếu hình

chiếu mặt đất của CoM nằm bên trong Support Polygon

 Mặt khác, khi một người di chuyển động, hình chiếu

mặt đất của CoM có thể tồn tại bên ngoài Support

Polygon Tuy nhiên, ZMP không bao giờ tồn tại bên

ngoài Support Polygon.

32

Humanoid Robot

 Code mô phỏng

33

Humanoid Robot

 Code mô phỏng

34

Humanoid Robot

 Mô phỏng ZMP

35

Humanoid Robot

 Mô phỏng ZMP

bai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimobai.tap.lon.robot.dang.nguoi.de.tai.robot.asimo