Dẫn đường cho robot di động sử dụng logic mờ

Càm nhan Chàp hành Bp nhà Vi xu E6 diéu khién ROBOT Hình 1: Sa do càu trùc cùa robot di dóng Dòi vói robot di dgng, de thuc hien dugc chuc nàng tu quàn tri thi két càu co khi bg phàn

DAI HOC QUOC GIÀ HA NOI

DAN DtTÒNG CHO ROBOT DI DÓNG Stf DUNG

LOGIC MG

Màsò:QC.09.16 Chù nhiem de tài: Ths Nguyén Thi Thanh Vàn

DAlHOCGUOCGlAHANpl^

TRUNG TÀM THÓNG TIN THU V I É N

OOOGOOOOOò'^

HàNòi-2010

M U C L U C

MUCLUC

C H C V I É T T À T

DANH ìviUC BANG SO LiEU

DANH MUC CAC HINH

1 Dàt vàn de

2 Tòng quan càc vàn de nghién cuu

2.1 Phuongphàp dàn duóng va trành vat càn che robot di dgng

2.2 Logic mó va ung dung trong bài toàn trành diéu khién robot

2.3 Mó phòng thuàt toàn diéu khién

3 Muc tiéu vàNói dung Nghién cuu cùa De tài

3.1 Muc tiéu nghién cuu

3.2 Noi dung nghién ciru

3.2.1 Ly thuyét ve logie mó

3.2.2 Robot di dong Sputnik

3.2.3 Càc ung dung cùa bài toàn dàn duòng va trành vat càn cùa robot di dong su dung logie

mó

4 Dia diém, thói gian vàphuong tien nghién cuu

5 Két qua nghién cuu

5.1 Két quàbào cào :

5.2 Két quàdào tao cùa de tài

5.3 Két qua ung dung cùa de tài

6 Thào luan

Tài héu tham khào

DANH MUC BANG SO LIÉl^ Bang 1: Luàtmódiéu khién robot an ninh

Bang 2: Mot ce !uat diéu khién cu? mhrtt tir nuàn tri

DANH MUC CAC HINH

Hinh 1: Sodò càu trùc cùa robot di dong

Hình 2: Hình ành va càu trùc co khi cùa robot di dòne Sputnik

Hinh 3: Càc bién vào racùabp diéu khién trành vat

Hinh 4: Hàm thuòc cùa càc bién vào

Hình 5: Hàm thuoc cùa bién lòi ra

Hình 6: So dò càu trùc phàn cùng he thòng robot trành vàt

Hình 7: So dò càu trùc phàn mém diéu khién robot trành vàt

Hình 8: Giao dien chuong trình diéu khién robot trành vàt

Hình 9: Hình ành robot trong qua trình trành vat

Hình 10: Bién vào ra cùa bp diéu khién robot an ninh

Hình 11: Hàm thuòc cùa 3 bién vào

Hình 12: Hàm thuòc cùa bién ra

Hình 13: Luu dò thuàt toàn diéu khién cùa robot an ninh

Hình 14: Giao dien nguói su dung diéu khién robot an ninh

Hình 15: Hinh ành robot trong qua trình tuàn tra

Hình 16: Giàtn góc quay lòi ratheo già tri cùa 2 bién lòi vào

Hinh 17: Càc bién vào racùabó diéu khién robot tu quàn tn

Hình 18: Hàm thuòc cùa 3 bién lòi vào khoàng

Hình 19: Hàm thuòc cùa bién lòi vào góc léch dich

Hình 20: Hàm thuòc cùa góc quay lòi ra

Hình 21: Hàm thuòc cùa bién toc do lòi ra

Hình 22: Càu trùc phàn cùng cùa he thòng diéu khién robot qua mang Internet Hình 23: Hinh ành robot trong qua trình tìm ve diém antoàn

1 Dàt vàn de

Tu truóc tói nay khoa hgc ve robotics luón dóng vai tró hét sue quan trong tu càc i dung trong cupe song hàng ngày ià rubui lau mia, luuol an ixinh robot dich %u rcbct tr càc day chuyén san xuàt tu dgng dén càc ung dung phùc tap nhu robot làm viéc trong i truóng dgc hai, robot dò min, robot tham hiém vù tru Trong càc ung dung trén co the p thành hai loai hoat dgng dira vào càu tao va chùc nàng hoat dóng cùa robot Loai thù nhii robot cóng nghiép, thóng thuòng là cành tay robot (arm robot) trong he thòng san xuà dgng tai càc nhà mày vói nhiem vu là luan chuyén vat phàm hoàc phun son, hàn Ro

trong càc ung dung này dugc dat tai mot vi tri co dinh, làm viéc theo mot chuòi càc h

dgng dugc lap trình truóc trong mói truóng nhàt dinh, khóng co khà nàng thich nghi vói i truóng làm viéc mói Thù hai là càc robot di dóng (mobile robot) hay con ggi là càc he th(

tu quàn tri vói khà nàng làm chù mói truóng, dua ra càc quy et dinh càn thiét trong qua tr hoat dgng de dàp ung dugc yéu càu de ra Robot thu nhan thòng tin tu mói truóng hoat d( thóng qua càc càm bién, xù ly du liéu thu dugc va dua ra quyét dinh Hình duói là so dò k the hien càu trùc co bàn nhàt cùa mot robot di dgng

Càm nhan

Chàp hành

Bp nhà

Vi xu

E6 diéu khién

ROBOT

Hình 1: Sa do càu trùc cùa robot di dóng

Dòi vói robot di dgng, de thuc hien dugc chuc nàng tu quàn tri thi két càu co khi

bg phàn di chuyén thuóng là càc bành xe va dugc trang bi he thóng càm bién day dù d( thè thu nhan dugc nhiéu thóng tin tir mói truóng Hoat dgng cùa robot trong càc ung d thuóng lién quan dén su di chuyén cùa robot: lau nhà theo duóng dàn, di tuàn tra dgc t tóa nhà Vi thè ngoài phàn cùng thi bài toàn diéu khién dàn duóng va trành vài càc chu

7

ngai vàt trén duóng di co yai tró quan trgng hay co thè nói là vai tró quyét dinh tói su th còng trong hoat dgng cùa robot Tùy vào két càu phàn cung vào tùng yéu càu cu thè thuat toàn tìm duóng tói dich va trành vat càn dugc thuc hien ó muc dò nào Mói truóng I dgng cùa robot thuóng là mòi truóng chua biét (unknown environment) vi thè hoat dgng rat phùc tap bòi càc yéu tò sau:

- Càc thóng tin ve mòi truóng là khóng day dù, khóng chàc chàn va mang tuong dòi vi du: bàn do mòi truóng bó sót nhiéu chi tiét va càc dac diém thói, khi xày dung bàn dò co the thay dòi mòi quan he khóng gian giùa càc the, thóng tin ve don vi co the khóng chinh xàc

- Càc thòng tin thu dugc tu càc càm bién thuóng là khóng tin cay do ành hu cùa diéu kien mòi truóng

- Hoat dgng cùa mói truóng thay dói khóng dir doàn dugc

- Anh huóng cùa càc yéu tò khàc nhu: càm bién hi lói, bành xe bj trugt tay ke roivat

De khàc phuc nhùng vàn de trén^ mot so giài phàp dugc dua ra là che tao co cài khi va càm bién cho phù hgp hoac thiét ké mòi truóng, hoac két hgp cà hai Tuy ni phuong phàp này lai tàng già thành, giàm khà nàng tu dgng cùa robot va khóng thè àp d cho tàt cà mòi truóng Mot giài phàp hiéu qua hon là giù nguyén két càu co khi hoac thay

ó muc do chàp nhan dugc, sau dò là phàt trién càc giài thuàt thóng minh de co thè dàp nhùng thay dèi phùc tap cùa mòi truóng Mot trong càc giài thuàt thòng minh dò là logie vói khà nàng xù ly nhùng dù lièu mangtinh khóng chàc chàn, khóng nhàt dinh phù hgp hoat dgng cùa robot trong mói truóng chua biét truóc

De tài "Dàn duóng cho robot di dóng su dung logie mó" tap trung tim hiéu ve thuàt toàn dàn duóng cho robot di dóng, ly thuyét ve logie mó, va su dung legic mó de 1 hien bài toàn dàn duóng va trành vàt càn cho mot robot di dgng Sputnik hoat dgng ti phóng thi nghiem Két qua buóc dàu thu dugc cùa de tài là tién de tao nhùng buóc ngl cùu tiép theo trong ITnh vuc diéu khién robot!

2 Tóng quan càc vàn de nghìèn ciru

2.1 Phircng phàp dàn diròng va trành vat càn cho robot di dong

Càc phuong phàp truyén thòng trong viéc lap ké hoach di chuyén cùa robot dugc j chù yéu thành hai loai là phuong phàp dira trén mó hình va phuong phàp dua trén càm [1] Phuong phàp dira trén mò hình su dung mó hình cùa mòi truóng de tao ra duóng dan robot di theo va càc thuat toàn dà phàt trién trong phuong phàp này là lap bàn dò duón phàn tich ò, truóng the Trong càc phuong phàp lap bàn dò duóng di, thi thuat

"visibility graph" xuàt hien dàu tién là linh vuc nghién cùu chinh irong hình hgc tinh le Phuorng phàp này tao ra mot duóng dàn "bàn tu do" két nói diém dàu va diém cuòi su di càc dinh cùa tàt cà càc vat càn LTu diém cùa phuong phàp nà> tà tao ra duóng dàn ngàn r theo ma tran trong khóng gian R^ néu duóng dàn dò tòn tai Nhugc diem cua phuong p visibility graph hay chung cho càc phuong phàp dira trén mó hình là chi hoat dgng trong i truóng biét truóc Ngoài ra con mot so càc phuong phàp khàc nhu phuong phàp barn tu( (The Wall following method) dièu khién robot di chuyén dgc theo vàt càn vói mot kha càch dugc dinh truóc [2] Phuofng phàp barn tuóng dugc àp dung cho càc robot làm viéc t càc duóng òng, robot lau nhà, hùt bui Phuong phàp phàt hién bién cùa vàt (Edge detecl method) tim vi tri bién cùa vat càn va tao ra càc diém dich phu sau dò tìm giài thuàt duón] tòi uu dén càc diém dich phu dò Ò phuong phàp chia luói (Certainty Grid method) khòng gian làm viéc cùa robot dugc chia thành nhiéu màng trong khóng gian hai chiéu, i phàn tu chùa mot già tri nhàt dinh de chi co hay khóng vat càn ó vi tri dò [2]

Phuong phàp dira trén càm bién chù yéu àp dung cho robot hoat dóng trong i truóng chua biét, lenh diéu khién sé dira trén thòng tin thu dugc tu càm bién iTu diém phuong phàp này là robot co the dàn duóng an toàn va trành dugc vat càn trong mòi trui dgng vói thói gian thuc Nhung do giói han cùa càc càm bién nén trong nhiéu truóng 1 robot co thè khòng tìm thay duóng di hoac dành màt duóng

Mgt càch phàn loai khàc thuóng dugc de cap dén là phàn loai dàn duóng va trành càn toàn cuc (global) hay cuc bg (locai) Bài toàn toàn cuc là mòi truóng làm viéc cùa ro

dà biét truóc, duóng di trành vat càn cho robot dà dugc xàc dinh truóc Bài toàn này gh

vói diéu kien cùa phuong phàp dira trén mò hình ó trén Con trong bài toàn cuc bg i truóng làm viéc cùa robot hoàn toàn chua biét truóc, hay chi biét mot phàn Càc càm l: gàn trén robot sé phàt hien vat càn de diéu khién he thòng dàn duóng dua rol?ot tu diém > phàt tói dich ma khóng va cham vào càc vat càn khàc

2.2 Logic ma va irng dung trong bài toàn trành diéu khién robot

Tu truóc tói nay, logie toàn hgc co dién va càc dinh ly toàn hgc dóng vai tró q trgng trong viéc suy luan khoa hgc chat che hay khi trién khai càc ùng dung Tuy nh logie toàn hgc co dién hi "han che" cho nhùng suy luan ó càc he thóng phùc tap, dac bii ITnh vuc tri tue nhàn tao (he chuyén già, he ho trg quyét dinh ), hay trong càc bài toàn ( khién va vàn hành càc he thóng lón, phùc tap Nàm 1965, L Zadeh còng bò cóng ti nghién cùu ve "ly thuyét tap mó" (Fuzzy set theory), trong dò "logie mó" vói càc lap 1 xàp xi (lap luan mó) thay vi lap luan chinh xàc theo logie eò dién dà giài quyét dugc càc

de bj han che ó trén [3]

Phàn co bàn cùa logie mó chinh là khài niém ve 'bién ngón ngù' de thè hien càc k niem khòng chinh xàc vi du nhu "gàn nhu", "hai boi", va 'Yàt" Mói già tri bién ngón r

dugc xàc dinh bang mot tap mó Mot tap mó chinh là tap hgp cùa cac cap ( x,^{x) ) vói /j

là hàm thugc nhan già tri so bàt ky trong khoàng [0 1]:

M:U-^[0 l]

day chinh là diém khàc biét co bàn giùa tap kinh dién va tap mó O tap kinh dién A, h

thuòc chi nhan hai già tri: •

fi xeA [0 x^A

Chinh vi khà nàng biéu dién ó mùc dò róng hon nén logie mò dugc ùng dung tre nhiéu ITnh vuc khàc nhau nhu: san xuàt còng nghiép, còng nghe tin hgc, nghién cùu va bào kinh té, quàn ly mói truóng, toàn hgc, diéu khién mó, he chuyén già mó, nhan dang [3]

Nhu dà de cap ó phàn 1, trong boat dóng cùa robot di dóng nhùng khó khan thuc xuàt phàt tu mói truóng làm viéc nhu: thóng tin ve mòi truóng khòng day dù va mang t tuong dòi, mòi truóng boat dgng phùc tap thay dòi khóng du doàn dugc Logic mó dugc i dung mot càch hiéu qua khi xù ly càc thóng tin mang tinh "khóng chàc chàn" trong càc thòng din duóng va trành vat càn cùa robot di dgng [1] Dàu tién phài ké dén bg diéu kh

mó cùa Sugeno va Nishida dua ra vào nàm 1985 de lai mot mò hình xe ó tó dgc theo r duóng dàn giùa hai bue tuóng [4] Ngay sau dò, Takeuchi dà su dung diéu khién mó tre

* - r r

quan he trành vat càn cùa robot di dgng [5] Tiép dén vào nàm 1991, Yen va Pfluger de x mot phuong phàp lap ké hoach duóng dàn su dung logie mó [6] Tu dò ve sau, logie dugc su dyng lién tue trong càc ùng dung dàn duóng va trành vàt càn cùa robto di dóng C day, nhiéu phuong phàp cài tién, nhiéu de xuàt mói trong vàn de dàn duóng cho robol dgng dira trén logie mó dà dugc dua ra de cài thien su chuyén dgng cùa robot, giàm ; huóng cùa nhiéu, va su thay dòi dù liéu bàt thuóng cùa càm bién Mot so nghién cùu cùng chi ra dugc vàn de "khòng dat tói dich" khi su dung logie mó va dà dua ra mot vài giài pi hiéu qua Ngoài ra su két hgp giùa logie mó vói càc thuat toàn khàc nhu: truóng thè, ^ mang noron dà thu dugc nhùng két qua khà quan Mot so càc nghién cùu khàc àp dung le

mó dira co thè tóng hgp thành càc dang cùa luat diéu khién nhu sau [1]:

1 Luat diéu khién theo huóng:

- Néu huóng càm là A va huóng di là B, thi huóng bành lai là C

Trong dò A, B, C là càc tap mò, C= (1-A)*B, ky hiéu * là phép t-norm trong ly thu; tap mó Dang luat dièu khién này két hgp thòng tin ve vat càn (huóng càm) va vi tri di (huóng di) de dua ra huóng bành lai an toàn (trành vat càn) va mong muòn (tìm tói dich)

2 Luat dièu khién theo toc dò:

- Néu dièu kien cùa vat càn, thi thay dói toc dò A Voi cho bành trai va AV02 ch( bành phài

- Néu dièu kién cùa dich, thi thay dói toc dò AVgi cho bành trai va AVg2 cho bành phài

Trong dò dièu kien cùa vat càn là dù liéu thu dugc tu sensor, va diéu kien cùa dich 1

vi tri tuong dòi giùa vi tri hien tai cùa robot va vi tri dich Toc dò cuòi cùng cùa mòi bành ;

là sv két hgp lòi ra cùa càc luat bi chiérh.giù Két qua cùa luat này là robot vùa di tói dich vùa trành vat càn

3 Luat diéu khién theo khà nàng co thè di dugc

- Néu T thàp thi V cham

- Néu T trung bình thi v trurig binh

- Néu T* cao thi v nhanh

Trong dò T là chi so co the di dugc, chi so này dira trén thòng tin thu dugc tu e bién va co tap mó vói càc bién ngòn ngù là {rat thàp, thàp, trung bình, cao} v là toc dò ( robot vói tap mó {cham, trung bình, nhanh} Luat diéu khién này là mot noi dung mói tre din duóng tu dgng khi su dung chi so co thè di dugc, luat này dugc su dung chù yéu tre viéc dành già dia hình tìm duóng trén hành tinh

^ ->

2.3 Md phòng thuat toàn diéu khién

Thòng thuóng trong qua trình phàt trién càc thuat toàn mói, càn thiét phài chay 1 trong mòi truóng mó phòng truóc khi àp dung vào mot robot cu thè trong mòi truóng ti bòi mot vài ly do nhu sau [7];

- Già thành cùa robot rat dàt

- Trong khi thù thuàt toàn mói co thè phà hòng robot

- Khó xày dung va thay dòi mò hình he thòng khi co nhiéu

- Khó barn theo trang thài thuóng true cùa he thòng

11

- Khòng thay dugc càc yéu tó tàc dgng ben ngoài trong khi thóng tin này co trong qua trình cap nhàt càc thuat toàn

Giài phan tòi ini de khàc phuc càc nhuofc diém trén là su dung phàn mém mó phò Mgt bg mò phòng tòt cho phép tao ra nhiéu mói truóng khàc de giùp càc nhà nghién cùu

ra dugc càc vàn de trong thuat toàn thù nghiem vói nhiéu loai robot khàc nhau Dà co nh phàn mém mò phòng phàt trién riéng cho robot di dóng Tuy nhién hàu hét déu là càc pi

mém thuóng mai, cung càp mgt so chùc nàng mó phòng nhàt dinh, vi thè ùng dung rrn

tinh "hgc thuat" vào càc phàn mém này bi han che rat nhiéu Vi du nhu MOBOTSIM phòng trén mói truóng 2D vói giói han chi cho loai robot co hai bành hoat dgng dgc lap sensor do khoàng càch, su dung ngòn ngù lap trình Basic Bugworks là bg mò phòng e giàn vói giao dién "kéo-thà", vói càc hàm don giàn, chù yéu là minh boa càc dang duóne cùa con sàu Ben canh dò co mot so phàn mém ngoài viéc phàt trién càc mò hinh robot dgng riéng thi con eó thu vien ho trg càc robot di dóng thuóng mai dang co san trén truóng là Stage, va Khepera Stage co thè mó phòng cho mot hoac nhiéu robot di dgng tre mòi truóng 2D vói càc sensor siéu àm, la5?er, camera pan-tilt, ho trg cho robot Pineer2DX Segway RMP Khepera dành cho robot di dgng Khepera trong mói truóng 2D vói chi r

loai sensor hòng ngoai Hai phàn mém này dugc viét bang ngòn ngù C++, mot ngón ngù h

khi thay dòi bg mó phòng cho phù hgrp vói yéu càu cùa nguói su dung.Ngoài ra con co ( phàn mém mò phòng khàc [1] là Ropsim, ThreeDimSim, Eyesim, Mobs va RPG Kinemati Manh hon nùa là Webots cùa Cyberbotic va MRS cùa Microsoft ho trg nhiéu din due robot di dgng vói giao dién 3D

Tàt cà phàn mém thuóng mai trén déu co dac diém là khòng ho trg hoac ho trg co g han trong viéc phàt trién càc thuat toàn dàn duóng tu dóng cho robot di dgng va hàu trong so dò là su dung ngòn ngù lap trình C++, mot so khàc dùng Basic hoac Java Néu dung càc phàn mém trén thi khi phàt trién thuat toàn dàn duòng va trành vàt càn cho robot dóng thi phài su dung chinh ngòn ngù mò phòng dò de phàt trién Dièu này làm tòn nhiéu thói gian lap trình khi thù càc thuat toàn khàc nhau, dac biét vói ngòn ngù nhu C-

Dé khàc phuc vàn de này thi mot giài phàp dua ra là két hgp phàn mém mò phòng vói i ngòn ngù lap trình khàc Ngòn ngù dugc lira chgn nhiéu nhàt là Matlab bòi càc ly do sau: giùp manh tinh ma tran, mòi truóng dò boa GUI de phàt trién, phàn tich dù liéu, toolbox

ly ành, logie mó, mang noron vi thè giàm thói giàn lap trình trong khi phàt trién càc th toàn mói Surjnj dà két hgp Webots va Matlab nhung mói chi dùng lai là su dung thuat t( logie mó trong Matlab riéng, xuàt càc già tri dàu ra, tu dò nhap càc già tri này vào Webi chua nhùng Matlab vào Webots tao thành he thòng boat dgng tu dgng

Mot xu huóng khàc là su dung hoàn toàn ngòn ngù lap trình Matlab de mò phòng ci boat dgng cùa robot di dgng Phuong phàp này su dung ngòn ngù lènh simulink va GUI ci toàn bg he mó phòng Xuàt hien dàu tién là phàn mém mò phòng SIMROBOT dùng riéi cho Matlab, phàt trién bòi chinh hàng Mathworks Phàn mém mó phong i noac nhiéu rub

di dgng trong mòi truóng 2D vói 2 loai sensor là siéu àm va lazer Nguói su dung co t phàt trién càc thuat toàn su dung dugc tàt cà nhihig tién ich cùa Matlab Nhugc diém e phàn mèm này là giao dién khòng thàn thien va chi su dung dugc trong phién bàn Matlab 5 dièu này han che viéc su dung càc tién ich ho trg manh trong càc phién bàn Matlab ve sa Cùng su dung chinh Matlab, Tonio Petric dà phàt trién bg mó phòng AMORsim cho robot dóng 3 bành hoat dóng trong mòi truóng 2D va chù yéu su dung cho muc dich giàng da Jiali Shen va Huosheng Hu dua trén Simulink de phàt trién mot bg mò phòng de kiém tra e thuat toàn dàn duóng trong mòi truóng indoor, dac biét phàt trién mò hình quan sàt nhiéu, mot phàn quan trgng trong khi thù nghiem trong mói truóng ào

3 Muc tièu va N9Ì dung Nghién ciru cùa De tài

3.1 Muc tièu nghién cuu

Nhu dà de cap dén trong phàn 1, robot di dgng dugc ùng dung rat róng rài trong m

ITnh vuc: dich vu, y té, quàn su Mùc do thòng minh cùa robot ngoài viéc phu thuòc vào l

càu phàn cùng thi thuat toàn diéu khién rat quan trgng, eó thè nói là "bg nào" cùa robi Cùng vói su phàt trién manh me cùa tri tue nhàn tao, nhiéu thuàt toàn dugc ùng dung de g quyét nhùng han che cùa robot di dóng, tàng tinh linh boat va dò an toàn trong boat dgng e robot Vói muc tiéu tap trung phàt trién he thòng diéu khién robot, tùng buóc làm chù du còng nghe de eò thè chù dgng tao ra càc ùng dung khàc nhau, de tài "Dàn duèmg cho robot dóng su dyng logie mó" tap trung nghién cùu viéc su dung thuàt toàn logie mó de diéu khi viéc dàn duóng va trành vat càn cho robot di dgng Khi bài toàn dàn duóng cùa robot di dò dugc giài quyét, thi chùng ta co thè tao ra nhiéu ùng dung khàc nhau nhu: robot an nii robot thàm hiém, robot dàn duóng Mot muc tiéu quan trgng khàc cùa de lai dò là dóng g vào viéc dòi mói, bò sung nói dung cho mòn hgc Ky thuàt diéu khién cùa Bg mòn, vi phàn thuyét diéu khién logie mó thugc ve ly thuyét diéu khién hien dai Màt khàc, de tài này cu thugc huóng phàt trién cùa Phòng thuc hành Dièu khién tu dgng va Robotics thuòc Bg m Dién tu va Ky thuat mày tinh, Khoa Dién tu - Vién thóng, truóng Dai hgc Còng nghé

3.2 Noi dung nghién ciru

3.2.1 Ly thuyét ve logie mò

Tap mó F xàc dinh trén tap kinh dién M là mot tap ma mói phàn tu cùa nò là mot e

càc già tri (x, ^F(X)) trong dò x G M va jip là ành xa. HF- M ^ [0, 1 ]

Trong dò ^ip gpi là hàm thugc, B ggi là tap nén

©9 cao cùa mot tap mó F (trén co so M) là già tri:

H = sup/ip(x) (3.1)

Mgt tap mó vói it nhàt mot phàn tu eó dò phu thuòc bang 1 dugc ggi là tap mó chi

tàc tue là H = 1, nguge lai mot tap mó F vói H < 1 dugc ggi là tap mó khòng chinh tàc

Mién xàc dinh cùa tap mó F (trén co so M), dugc ky hiéu bòi S là tap con cùa M th

Bién ngon ngu là mgt phàn tu chù dao trong he thòng dùng logie mó Ò day thà

phàn ngòn ngù cùa cùng mot ngù cành dugc két hgp lai vói nhau Vi du, toc dò cùa xe ó

co thè dugc phàt biéu nhu sau:

Nhùng phàt biéu vày ggi là hàm thugc cùa tap mó Ggi x là già tri cùa bién toc dò, vi

x=10km/h,x=60km/h Hàm thuòc tuong ùng cùa càc bién ngòn ngù trén dugc ky hiéu là

MAVS(X), ^s(x), MM(X), ^F(X), |ÌVF(X)

Càc phép toàn trén tap mó:

Bao gòm d bién ngón ngù dàu vàO Xb X2 ^ •••9 %d va mot bién dàu ra y cùng dugc r

hình hóa giòng nhu viéc mò hình hóa menh de hgp thành co mot diéu kien, trong dò lién l

va giùa càc menh de (hay già tri mó) dugc thuc hien bang phép giao càc tap mó Ai, Ai,

Ad vói nhau Két qua cùa phép giao sé là dò thòa man H cùa luat

Giài mcr : Giài mó là qua trình xàc dinh mot già tri rò y' nào dò co thè chàp nh

dugc tu hàm lién thugc |iB'(y) cùa già tri mó B' (tap mó) Co hai phuong phàp giài mó e

yéu là phuong phàp cuc dai va phuong phàp diém trgng tàm Phuong phàp diém trgng ts

sé cho ra két qua y' là hoành dg cùa diém trgng tàm mién dugrc bao bòi truc hoành va duói

)j.B'(y) theo còng thùc duói:

y='r , , , (3-7)

\MB'iy)^y

s]

Trong dò S là mién xàc dinh cùa tap mó B'

3.2.2 Robot di dong Sputnik !

Robot Sputnik cùa hàng Dr robot là mot robot di dgng dugc trang bi càc he thòng d

bién de co thè boat dgng tu quàn tri Hình 3.1 thè hien hình ành thuc té va càu trùc co khi e

robot Sputnik bao gòm càc thành phàn co bàn sau: sàu càm bién hòng ngoai gàn xung qua

robot; ha càm bién siéu àm làn lugt gàn ó phia truóc, ben phài va ben trai cùa robot; 1

camera màu cho kich co ành 353x288 vói toc dò lày màu 15 khung hình/giày; hai càm bi

phàt hien su chuyén dgng cùa nguói HMS trong khoàng 150 cm; va bòn dóng co dièu khi

dièu khién toàn bò chuyén dgng cùa robot Nguòn pin cho phép robot hoat dgng tro

khoàng 90 phùt Ngoài ra, robot co thè két nói vói bg dièu khién trung tàm qua mang cuc

khòng day Wireless LAN hoac truc tiép vói mang Internet qua mò dun khòng day wi

802.11

15

Hình 2: Hình ành va càu trùc co khi cùa robot di dóng Sputnik

Sputnik ho trg viéc thuc hien ggi lenh diéu khién tu chuong trình Visual Basic thò

qua giao dién lap trình ùng dung API (Application Programming Interface)), mot so lenh

• Robot SuspendDcMotor (kénh (x))

Dùng dgng co mot chiéu kénh (x)

• Robot.SetDcMotorControlMode (kénh, che dò dièu khién diéu khién)

Thiét dat che dg diéu khién dgng co, eó ha che dò: dièu khién PMW theo mach n

diéu khién vi tri theo mach kin va diéu khién vàn toc theo mach kin

• Robot.SetDcMotorVelocityControlPID (kénh, Kp, Kd,Ki_xl00)

Thiét lap tham so diéu khién PID cùa kénh dgng co mot chiéu cho kiéu diéu khi

vàn toc

Thiét lap tham so diéu khién PID cùa kénh dgng co mot chiéu cho kiéu diéu khi

vi tri

• Robot.DcMotorVelocityNonTimeCtrAll (già tri cùa kénh 1, già tri cùa kénh

già tri cùa kénh 3, già tri cùa kénh 4, già trj cùa kénh 5, già tri cùa kénh 6)

Gùi lenh diéu khién toc dò theo yéu càu tói 6 kénh diéu khién toc dò cùa dgng

trong cùng mgt thói diém, càc lenh này khòng bi giói han thói gian két thùc gùi le

• Robot.DcMotorPositionTimèCtrAll (già tri cùa kénh 1, già tri cùa kénh 2, già

cùa kénh 3, già tri cùa kénh 4, già tri cùa kénh 5, già tri cùa kénh 6, già tri iì

gian két thùc gùi lenh)

Gùi lenh diéu khién toc dg theo yéu càu tói 6 kénh diéu khién toc dò cùa dgng co tro

cùng mot thói diém, càc lenh này co giói han thói gian két thùc gùi lenh

- Lenh diéu khién chuyén dgng quay cùa robot

• Robot.GetEncoderPulse (kénh)

Diéu khién huóng quay cùa dgng co kénh (x) dira vào xung

- Lenh thu dù liéu tu càm bién do khoàng càch

• Robot.GetSensorSonar(kénh)

Lày già tri rnà càm bién do dugc

3.2.3 Càc ùng dung ciìa bài toàn dàn dirong va trành vat càn cùa robot di dong su*

dung logie mó

De thuc hien bài toàn dàn duóng va trành vat càn cho robot di dgng, de tài dà dat ra }

càu co bàn nhu sau: trong mòi truóng làm viéc ta biét diém xuàt phàt va diém dich cùa rot

* r r , r ,

robot sé di tu diém xuàt phàt tói dich vói quàng duóng ngàn nhàt va toc dò nhanh nhàt

vàn trành dugc vat càn trén duóng di Mòi truóng thuc hien là trong diéu kien cùa phòng

nghiem, càc vat càn tinh co vi tri bàt ky trong vùng làm viéc va robot di dgng là rol

Sputnik Thòng tin thu dugc tu mòi truóng qua ba càm bién siéu àm do khoàng càch U|,

va U3 cùa robot Sputnik Già tri cùa càc càm bién nhu sau:

17

DAI HOC QUOC GIÀ HA NOI TRUNG TÀM THÒNG UN THU V I É N

0006000005"^ Khoàng càch do cùa mòi càm bién là 0 dén 255 cm

- Vi tri dat 3 càm bién siéu àm trén robot tao thành dai góc quét tu -60 ° dén 60 "* Viéc phàt trién càc thuat toàn dàn duóng va trành vat càn su dung logie mó trong m ùng dung, mói hoàn cành cu thè sé khàc nhau sao cho két qua thu cùa he thòng là tòt nh;

De viéc trình bay dugc lién mach va de hiéu, mói ùng dung sé dugc trinh bay theo càc phàr

- Yéu càu cùa bài toàn

- Thuat toàn diéu khién ;

- Càu trùc he thòng ]

- Chuong trình diéu khién

- Két qua thuc nghiem

- Két luan

3.2.3.1 Bài toàn trành vàt càn

a Yeu càu bài toàn

Yéu càu dat ra trong bài toàn này chù yéu de kiém tra khà nàng trành vàt cùa Robot sé di chuyén xung quanh phòng làm viéc, vùa di vùa trành vàt vói mot toc dò co dir Két qua cùa bài toàn này là robot co khà nàng trành vat trén duóng di, tu dò eó the ùng du sang mòi truóng khàc va sang mot phàn cùa càc ùng dung khàc

rob-^ •>

b Thuat toàn diéu khién

Lói vào cùa bg diéu khién mó là già tri cùa ba càm bién va lòi ra là góc quay trành -v nhu hình ve 3.2 I

• a

Hình 3: Càc bién vào ra cùa bó diéu khién trành vàt

Càc bién ngòn ngù vào/ra dugc xàc dinh nhu sau;

- Ui,U2,U3 : {Gàn (G), Trung bình (TB),Xa(X)}

- a : {Am nhièu (AN), Am vùa (AV), Am it (AI), Khòng (K), Duong it (DI), Duo vùa (DV), Duong nhièu (DN)} '

Giói han cùa càm bién siéu àm tu 4-255 cm trong khi dgng tàc trành vàt chi càn th hien tai nhùng khoàng càch gàn, vi thè he thòng giói han pham vi xù ly thòng tin ire khoàng 4-100 cm va chia thành ba khoàng gàn, trung bình, xa là dù de robot co thè trành

an toàn Góc quay robot thuc hién dugrc trong pham vi -60*" dén +60" de phù hgp vói phar quét cùa 3 càm bién siéu àm

Hàm thugc cùa càc bién ngòn ngù dugc dinh nghla là hàm dang hình thang va ì

tam giàc, nhùng hàm co bàn co khà nàng tich hgp don giàn

Néu Uf gàn va U2 xa va U3 xa thi anpha duang

Néu U] xa va U2 xa va U3 xa thi anpha khóng

Néu Ui xa va U2 xa va U3 gàn thi anpha àm

Cuòi cùng là buóc giài mó de xàc dinh ro già tri góc quay lòi ra Phuong phàp giài dugc chgn là phuong phàp diém trgng tàm theo còng thùc:

(3.8)

19

trong dò, Xj là già tri trong mién xàc dinh cùa tap mó lòi ra va |Ì(XÌ) là già tri cùa hàm thuc cùa diém Xj trong mién dò Day là phuong phàp dugc su dung nhiéu nhàt bòi khà nàng ch phép xàc dinh già tri lòi ra vói su tham già cùa tàt cà càc tap mó dàu ra cùa luat diéu khié mgi càch binfa dàng va chinh xàc

e Càu trùc he thóng

Càu trùc phàn cùng cùa he thòng bao gòm hai mò dun chinh: mò dun robot di dóng ^

mò dun dièu khién trung tàm Càc mò dun này dugc dàt càch xa nhau va giao tiép vói nh£ thóng qua mang cuc bg khòng day Wireless LAN

So dò càu trùc cùa robot di dgng

Wifi

Robot Sputnik

Trung tim

Hình 6: Sa do càu trùc phàn cùng he thóng robot trành vàt

Phàn mém diéu kién dugc viét bang ngòn ngù Visual Basic va dugc cài dat trén xm

chù cùa mò dun diéu khién trung tàm Giao tiép giùa chuong trinh phàn mém^và robot due thuc hién qua càc giao dién lap trình ùng dung API vói mói truóng truyén dàn là mang LA khóng day Nhu chi ra trong hình 3.5, phàn mém diéu khién bao gòm hai khòi: khòi xù trung tàm va khòi logie mó Khòi xù ly trung tàm thuc hién dóng thói càc nhiem vu sau:

- Thu thàp dù liéu phàn hòi cùa robot bao gòm: toc dò va vi tri hien tai, càm bién si(

àm

- Gùi dù liéu siéu àm tói khòi logie mó va nhan tin hiéu diéu khién phàn hòi

Vói càc chùc nàng này, khòi xù ly trung tàm dóng vai tró diéu phòi trung tàm va dà bào hoat dgng nhip nhành cùa toàn he thòng Khòi logie mó dugc phàt trién dira trén bò eòi

cu MFLT cùa Matworks Inc Thuat toàn logie mó sau khi dugc cài dàt trén MFLT se dui trao dòi vói chuong trình diéu khién chinh viét trén Visual basic thòng qua lap trinh socket

Robot di dóng Sputnik

tàm

Kinh 7: Sa dò càu trùc phàn mém diéu khién robot trành vàt

d Chirong trinh diéu khién

Hình 8: Giao dién chuong trình diéu khién robot trành vàt

Chùc nàng cùa mot so khòi trong giao dien:

Forward : diéu khién robot di thang

Left : dieu khién robot quay trai

21

: nhan già tri góc quay tu matlab truyén sang VisuaBasic

: nhan già tri càm bién khoàng càch tu VisuaBasic truyén sang matlab

Wirobot SDK : dùng de su dung giao tiép bang lénh giiia VisuaBasic

vói robot

e Két qua thuc nghiem

Qua trình thuc nghiem dugc thuc hien tai phòng 315- Bò mòn Dien tu' va Ky thuat mày tinh Khoa Dién tu - Vién thòng, tàng 3 tóa nhà, truóng DHCN - DHQGHN vói càc tmóng hgp sau robot khòng co vat càn, robot eó vat càn ben phài, ben trai va phia tmóc theo hình duói

Hình 9: Hình ành robot trong qua trình trành vàt

Qua trình này chi thuc hien viéc thù thuat toàn logie mó de trành vàt, vi vay vàn de v van toc di chuyén cùa robot khòng dugc de cap dén Trong he thòng này robot di chuyén vó toc dò trung bình là lOcm/s

f Két luan

Sau khi tién hành thuc nghiem dà thu dugc càc két qua sau:

- Robot dà tu dgng phàt hien va trành vat trong càc tinh huóng co thè xày ra

- Néu vat ó gàn robot sé xoay mot góc lón, vàt ó trung binh robot xoay góc bé hoi vat ó xa thi robot di thang, tuy theo vi tri dàt vat càn

- Robot trành vàt theo dùng luàt cùa logie mó trong bò diéu khién mó

3.2.3.2 Robot di dong tuàn tra trong BAS

a Yeu càu bài toàn

Trong mot he thóng tu dóng hóa tóa nhà BAS vàn de dàm bào an ninh cua tòa nh, dugc phàn rò cho mot phàn he riéng, dò là phàn he dam bào an ninh va diéu khién \'ào r^i Phàn he này co chùc nàng giàm sàt va diéu khién viéc ra vào ó cùa truóc toà nhà phàt hiei

va bào dgng nhùng xàm nhap bàt hgp phàp Càc camera dugc làp dàt ò càc khu vuc càn thié

cho phép quan sàt dugc càc boat dgng xày ra quanh toà nhà 0 he thòng này, robot dóng và

tró nhu mot nguói tuàn tra, boat dóng tu quàn tri, thu thàp và xù ly thóng tin dua ra quyé dinh kip thói de dàm bào vàn de an ninh Robot di dgng dugc trang bi camera thuòng hoa camera toàn phuong ODC eó khà nàng bao quàt hét pham vi cùa mot tàng, yéu càu hoa dgng tai càc thói diém nhàt dinh, dac biét là ó nhùng gió "giói nghiém'\ Tùy vào yéu cài cùa tóa nhà, hoat dgng tuàn tra cùa robot co thè eó nhiéu phuong àn, vi du lOh dém di tuài mot làn, 2h sang di tuàn làn tiép theo, hoac di lién tue nhiéu vòng hành lang Quàng duóng d tuàn dugc tinh tu diém xuàt phàt, di chuyén dgc theo tuóng cùa càc càn ho cho dén hét hàni lang cùa tàng thi két thùc Thòng thuóng robot sé di chuyén vói mot toc dò òn dinh dgc thei tuóng àp dung thuat toàn bàm tuóng wall-following Vi mòi truóng là khòng biét truóc, nei gap vàt càn, robot se thuc hien viéc trành vàt cuc bò theo logie mó và sau dò tiép tue di bàn tuóng

b Thuat toàn diéu khién

Thuat toàn wall-following su dung càm bién siéu àm phia ben trai cùa robot de diéi Idiién robot di chuyén dgc theo tuóng vói mot khoàng càch co dinh là 30cm Robot se xuà phàt theo huóng co càm bién siéu àm ben trai gàn vói tuóng Khi dò, bue tuóng dugc ce nhu là dòi tugng bàm cùa robot và là vàt càn cùa càm bién Càm bién siéu àm se do khoàn càch tu robot tói bue tuóng, néu già tri này là 30em thi diéu khién robot di thàng, néu nh hon 30cm thi robot quay phài, lón hon 30cm thi quay trai Do hàm diéu khién cùa robe Sputnik dòi vói truóng hgp di thàng và quay góc là dgc lap vói nhau, nén de trành truón hgp robot bi "ket" vói mot già tri góc quay nào dò thi sau mòi buóc quay robot se di thàn mot doan lOcm ròi tiép tue cap nhàt già tri càm bién Trong truóng hgp de phàt hién s chuyén dóng cùa nguói, he thóng dua vào hai càm bién HMS và gùi tin hiéu bào dgng ve h thòng trung tàm

Dòi vói yéu càu trành vat, he thóng sé su dung hai càm bién siéu àm ó giù'a và bé phài cho thuàt toàn logie mó Bó diéu khién mó su dung càc già tri khoàng càch U2 và L cùa hai càm bién siéu àm phia truóc và ben phài là bién lói vào, bién lòi ra là góc quay a ni

23

robot càn thuc hién de trành vàt Khi dò, robot sé trành \àt theo huóng phia truóc \a bei phài cùa robot Theo càu trùc co khi cùa robol hai cam bién siéu àm nà\ se tao thành da hoat dóng trong pham vi tu -20° dén +60" So dò khòi xàc dinh càc bién vào ra cùa bò dièi khién mó duoc thè hién ó hình 3.3

L%

Dièu kliièli mò

Hình IO: Bién vào ra cùa bó diéu khién robof an ninh

Càc bién ngón ngù vào/ra dugc xàc dinh nhu sau:

- U2, U3 : {Gàn (G), Trung bình (TB), Xa (X)ì

- a : {Àm it (AI), Khòng (K), Duong it (DI) Duong vùa (DV) Duong nhiéu (DN)1 Trong ùng dung robot an ninh này chi su dung hai già tri cùa càm bién lòi vào vói • tap mó Già tri lói ra góc a eó 5 tap mó con và góc quay trong pham vi tu -20" dén -t-60" d( phù hgp vói pham vi quét cùa hai càm bién siéu àm

Hàm thuòc cùa càc bién ngón ngù dugc dinh nhu sau:

Luàt mó dugc xày dung dua trén menh de suy dién "Ncu r h ì " la su kci hop cu;

2 bién lói vào và 1 bién lói ra Luat hgp thành Max-Min tao thành 9 hiàt theo hàng 1 nhi sau:

K

K

Bang I : Luàt ma diéu khién robot an ninh

Buóc giài mó de xàc dinh ro già tri góc quay lòi ra theo phuong phàp trgng tàm the( còng thùc (1) Luu dò thuàt toàn diéu khién cùa robot an ninh dugc thè hién ò hình duói

25

Liv dìrlièu tir csnieri

- Thu thàp dù liéu phàn hòi cùa robot bao gòm: toc dò và vi tri hien tai, trang thài nguòi pin Lithium,"dù liéu càm bién hình ành, càm bién siéu àm, càm bién hòng ngoai v; càm bién phàt hién chuyén dgng HMS

- Luu trù toàn bó dù liéu phàn hòi và hién thi tói giao dien nguòi dùng GUI

- Thuc hién thuàt toàn wall-following xuàt lénh diéu khién chuyén dgng cùa robot

- Gùi dù liéu siéu àm tói khòi logie mó và nhàn lin hiéu diéu khién phàn hòi

- Thuc hién lénh bào dgng trong truóng hgp nhàn dugc yéu càu tu robot

* •»

i l \ _ 1 1 U U 1 I ^ LI H i l l UIWU i v i l i v a i

Chuong trinh dièu khién cùa robot an ninh dugc phàt trién tiép dua trén chuong trini diéu khién robot trành vat ó trén Ò phàn này eó thém chùc nàng thu ành truc tiép tu camer; cùa robot de nguói dièu khién tai trung tàm eó thè quan sàt dugc hình anh o hành lang tò, nhà

: t ^ HANOIUHIVmrnorEM&IM£t)IIN<i ANO TICI^HOIOGT

Hình 14: Giao dién nguòi su dung diéu khién robot an ninh

e Két qua thuc nghiem

Hoat dgng tuàn tra cùa robot dugc thuc hién tai hành lang nhà G2, Khoa Dien tu Vién thóng Tòng chiéu dai mot vòng quanh hành lang là SOOOcm, chiéu róng 220cm Ma chù diéu khién trung tàm HP dugc dat tai phòng thi nghiem Diéu khién tu dóng và Robotica phòng 315 tóa nhà G2 Trong càc thuc nghiem robot di chuyén vói van toc trung bin lOcm/s, nhu vay vói thói gian nguòn pin cho phép hoat dgng 90 phùt, robot co thè thuc hie dugc 10 làn tuàn tra trong mòi phién làm viéc Néu dàt thói gian tuàn tra là tu 8h tòi tói 6 sàng, robot se thuc hién dugc trung binh 1 làn tuàn tra/gió Già tri này là phù hgp cho hoc dgng dàm bào an ninh tòa nhà Thuc nghiem 1 kiém tra hoat dgng bàm tuóng cùa robot s dung thuàt toàn wall-following Càc thuc nghiem tiép theo là robot di chuyén trong truò"n hgp eó vat càn và phàt su chuyén dgng cùa nguói Trong tàt cà càc truóng hgp thù nghiei trén, khi di chuyén, robot lién tue gùi dù liéu tu càc càm bién và camera vói toc dò 15 khun hình/giày ve trung tàm diéu khién Nhàn vién an ninh co the ngòi tai mày tinh trung tàm e giàm sàt tinh trang an ninh tóa nhà thóng qua dù liéu gùi ve tu robot và co thè diéu chinh ^ tri cùa camera de eó góc nhìn thich hgp Càc hình duói thè hién két qua cùa qua trình thu nghiem

27

Hình 15: Hình ành robot trong qua trình tuàn tra

CamBien3(ciT0 CainBieri2Ccm)

Hmh 16: Già tri góc quay lói ra theo già tri cùa 2 bién lói vào

f Két luan

Mot he thòng robot di dgng tuàn tra dà thuc hien càc chùc nàng:

- Tuàn tra mot hành lang cùa tóa nhà

- Trành vat trong qua trinh tuàn tra

- Gùi dù liéu càm bién ve trung tàm và kich boat he thòng bào dgng khi phàt hien nhùng chuyén dóng bàt thuóng

Do két càu co khi cùa robot, chi co 3 càm bién siéu àm nén góc trành vàt cùa robot con han che Khi khàc phuc dugc vàn de này bang càch két hgp càc càm bién khàc hoac tàng

so lugng càm bién thi he thóng này hoàn toàn co thè dua vào thuc té ùng dung

3,2.3.3 Robot tu quàn tri trong he thòng diéu khién tu xa qua mang Internet

a Yéu càu bài toàn

Trong he thòng diéu khién robot tu xa qua mang Internet thuóng gap mot so vàn di sau: ngàt mang dot ngòt, vàn de tré duóng truyén hay jitter Nhùng vàn de này co thè xay r;

dot ngòt bàt ky lue nào trong qua trinh diéu khién viéc nà\ sé anh huóng rat nhiéu dén hoat dgng cùa robot Robot khòng nhan dugc dù liéu, hoac dù liéu truyén tu robot dén trung tàm khóng chinh xàc theo thói gian thuc De dàm bào tinh an toàn trong he thòng diéu khién tu

xa thi bài toàn dàt ra là: khi robot khòng nhan dugc dù liéu gui ve trong mot khoàng thoi gian nào dò thi robot sé chuyén sang che dò boat dgng tu quàn tri, tu tim duóng ve vi tri an toàn, Thuat toàn logie mò sé dugc àp dung de dàm bào cho hoat dgng tìm duóng ve vi tri an toàn cùa robot

b Thuat toàn diéu khién

Khi chuyén sang che dò tu quàn tri, lùc này robot phài cap nhàt vi tri hién tai ihu thàp thóng tin tu càm bién de tìm duóng ve dich ma khòng dung phài vàt càn trén duóng di Robot su dung thóng tin thu dugc tu càm bién de thuc hién dgng tàc trành vàt, dgc lién tue già tri tu encoder de tinh quàng duóng và vi tri hién tai He thòng eó 4 lói vào: 3 già tri càm bién siéu àm de xàc dinh khoàng càch tói vàt và góc léch giùa robot (tinh theo duóng tàm tu truc) vói vi tri cùa diém an toàn Già tri lòi ra là góc quay trành vàt trong pham vi tu -180" dén 180° và già tri toc dò cùa robot

Diéu tdiièn mò a

U:

TJ

Hình 17: Càc bién vào ra cùa bò diéu khién robot tu quàn tri

Càc bién ngòn ngù vào/ra dugc xàc dinh nhu sau:

- U, U2 U3 : {Gàn (N), Trung bình (M), Xa (F))

- 9: {Trai nhiéu (LN), Trai (N), Khóng (Z), Phài (P), Phài nhièu (LP)}

- a ; {Trai nhièu (LL), Trai (T), Trai trành vàt (LO), Khòng trành vàt (SO),

Khòng (S), Phài trành vat (RO), Phài (R), Phài nhièu (RN)}

- S: {Cham (LS), Trung bình (MS), Nhanh (PS)}

Hàm thuòc cùa càc bién ngòn ngù dugc xàc dinh nhu càc hình ve duói

Hình 18: Hàm thuóc cùa 3 bién lói vào khoàng

29

LP

\ /

A

/ \

\ Target angle idegree)

Hình 19: Hàm thuóc cùa bién lói vào góc léch dich

Hình 20: Hàm thuòc cùa góc quay lói ra

Hinh 21: Hàm thuóc cùa bién toc dò lói ra

Trong già tri góc quay lói ra a phài thuc hién cùng lùc hai muc dich khàc nhau: trành vat, tìm ve dich Vi pham vi già tri càc bién vào và ra phài tuong duong nhau nén dói vói góc trành vat de phù hgp vói dai boat dóng cùa 3 càm bién siéu àm là tu -60" dén 60° (LO,SO, RO), con góc quay ve dich co già tri là -180° dén 180° phù hgp vói già tri góc léch dich lòi vào (LL, L, S, R, LR)

Mòi luàt là tò hgp cùa 4 lòi vào và 2 lòi ra theo quan he:

Néu UI là F và U2 là F và U3 là F và góc léch là Z thi góc quay Z và toc dò là FS

Theo so lugng càc tap mó con và su két hgp theo luat trén thi co tói 360 luàt co thè xày ra Trong he thòng su dung 29 luat co thè xày ra nhàt Bang duói thè hien mot so luat nhu vi du minh hoa:

Bang 2: Mot so luàt diéu khién cùa robot tu quàn tri

Phuong phàp giài mó theo diém trgng tàm de xàc dinh già tri cu thè góc quay lòi ra và toc dò thich hgp cho robot

Spuiiiik Mobile Rril)u(

Hinh 22: Càu trùc phàn cùng cùa he thòng diéu khién robot qua mang Internet

Phàn giao tiép giùa thuàt toàn logie mó và phàn mém diéu khién robot giòng nhu trong hai ùng dung trén

d Chirang trình diéu khién

Chuong trinh diéu khién dugc phàt trién trén co so cùa 2 ùng dung trén, co thém chùc nàng xàc dinh tga dò hién tai cùa robot bang càch theo dòi su chuyén dgng cùa encoder, lày già tri tra ve là góc quay và toc dò cùa robot

e Ket qua thuc nghiem

31

Chuong trình thuc nghiem dugc tién hành tai phòng 315 G2 Khoa Dièn tu Vien thòng trong càc truóng hgp: thòng tin gùi ve lién tue thi rohol hoat dóng theo su diéu khién cùa chuong trình tu xa, khi eó bàt ky su ngàt mang nào thi robot tu dóng quay \ è \ i tri an toàn, trén duóng tim ve vi tri co khà nàng trành vat Hình 23 duói day thè hien mot so két qua thuc nghiem robot trong qua trình tìm ve diém an toàn

Hình 23: Hình ành robot trong qua trình tìm ve diém an toàn

f Két luan

Khi co vàn de vói duóng truyén qua mang, vói thuàt toàn logie mó robot co khà nàng

tu tim duóng ve diém an toàn và trành vat càn trong qua trình di Viéc dua thém vào che dò boat dóng tu tri này cùa robot tao thém dò an toàn cho càc he thòng diéu khién tu xa Két qua nghién cùu này eó thè àp dung mó ròng cho càc he thòng diéu khién khàc

4 Dja diém, thòi gian và phucng tien nghién cùu

a Dia diém

Phòng thi nghiem Diéu khién tu dgng và Robotics, Bò mòn Dién tu và Ky thuàt mày tinh, Khoa Dién tu Vién thòng, DHCN, DHQGHN

b Thòi gian

Thói gian thuc hién de tài tu 06/2009 dén 06/2010

e Phtfang tien nghìèn cù-u

- Mày tinh Wireless/Internet remote monitoring robot with software development kit Sputnik, Canada, A08.CN.18.0761

5 Két qua nghìèn cùu

5.1 Két qua bào cào

-01 bài bào gùi dàng tai tap chi chuyén ngành Tin hgc và Diéu khién hgc trong nuóc "He thòng robot tuàn tra dua trén logie mó ùng dung trong he thóng tu dgng hóa tòa nhà" dong tàc già Bài bào này là két qua dàng ky chinh thùc trong hgp dóng cùa de tài

32

- 01 bài bào ''Development of a Tele-guidance system with iìizz} based secondarv controller", dóng tàc già dàng tai boi nghi quóc té International Conference on Control Automation, Robotics and Vision (ICARCV 2010) 12 2010 lai Singapore dà dugc chàp nhan Trong bài bào eó noi dung lién quan dén vàn de ùng dung logie mo Irong hoat dgng tu quàn tri cùa robot Bài bào này dugc thuc hién trong su két hgp vói de tài nghién cùu khàc nén co thè eoi nhu mot tài liéu tham khào cho két qua nghién cùu cùa de tài

5.2 Két qua dào tao cùa de tài

- Khóa luan tòt nghiép dai hgc chinh quy: ^'Mò phòng thuàt toàn dàn duóng cho robot

di dgng"- SV Ngò Tuàn Phuong, 2009 Khóa luan tap trung nghién thuat toàn dan duong cho

di dgng và mò phòng 2 thuàt toàn là truóng thè - VFF và thuàt toàn logie mó trén mòi truóng robot di dgng ào MobotSim Tìm hiéu thém càc MFLT cùa Matlab và phàn mèm mò phòng thuat toàn logie mó Fuzzy Tech Day là càc phàn mém eó khà nàng két hgp vói mói truóng ao cùa robot de thè hién càc thuat toàn logie mó

- Khóa luan tòt nghiép dai hgc chinh quy: "Diéu khién robot trành vàt su dung logie mò" - SV Bùi Nggc Hùng, 2010 Khóa luan tìm hiéu ly thuyét ve logie mó càu trùc phàn cùng cùa robot di dgng Sputnik, MFLT, viét chuong trình dièu Ichién robot bang ngón ngù VB Thuc hién viéc diéu khién robot trành vat trong mòi truóng phòng thi nghiem su dung thuat toàn logie mó

5.3 Két qua ùng dung cùa de tài

De tài là co so buóc dàu trong viéc nghién cùu ve ly thuyét diéu Ichién hién dai là logie mó, ùng dung de diéu khién robot Day là tién de cho viéc phàt trién robot thóng minh,

co khà nàng thich nghi cao trong mgi mòi truóng làm viéc Buóc dàu, co thè dua ùng dung robot an ninh tuàn tra vào trong he thóng tu dgng hóa tóa nhà de làm giàm chi phi, tàng tinh linh boat hon so vói càc he thóng giàm sàt camera truyén thòng Trong thói gian tiép theo, phàt trién thém mùc dò khó cùa thuat toàn, két hgp thém càc loai càm bién klìàc nhau co thè phàt trién thành nhiéu ùng dung co mùc dò phùc tap

6 Thào luan

De tài "Dan duóng cho robot di dóng su dung logie mó*' dà thuc hien dugc nhùng viéc sau:

Tìm hiéu càc thuàt toàn dàn duóng và trành vat càn cho robot di dgng

- Hgc ly thuyét ve logie mó, su dung logie mó trong bài toàn dàn duóng và trành vat càn cho robot di dgng

- Thuc hien mò phòng thuàt toàn VFF và FL trèn bò mò phong MobotSlM