Robot di động tự định vị không dùng cột mốc

Công việc khó k hăn nhất trong điều khiển một robot di động tự trị, đó là việc robot tự định vị chính xác vị trí và hướng của nó trong không gian làm việc. Bài báo này nhàm giới thiệu một phương pháp định vị robot bằng giải thuật định vị không dùng cột mốc hiện. Ý tưởng chính của giải thuật này là xác định những vị trí khả thi của robot trong không gian làm việc, sử dụng tín hiệu của cảm biến siêu âm như là một thiết bị xác định khoảng cách và hướng .......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Robot di động tự định vị không dùng cột mốc ROBOT DI ÑOÄNG TÖÏ ÑÒNH VÒ KHOÂNG DUØNG COÄT MOÁC Ñoaøn Hieäp (+) TS. Nguyeãn Vaên Giaùp (++) (+) Sinh vieân thuoäc Chöông trình Ñaøo taïo Kyõ sö chaát löôïng cao taïi Vieät Nam (++) Boä moân Cô Ñieän Töû , Khoa Cô Khí, Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TPHCM TOÙM TAÉT thaønh caùc vuøng rôøi raïc, goïi laø caùc oâ löôùi. Robot söû duïng caùc caûm bieán sieâu aâm, ñöôïc ñaët treân moät voøng Coâng vieäc khoù khaên nhaát trong ñieàu khieån moät troøn bao quanh robot, seõ caäp nhaät caùc xaùc suaát bò robot di ñoäng töï trò, ñoù laø vieäc robot töï ñònh vò chính chieám (occupied) hoaëc coøn troáng (empty) cuûa caùc oâ xaùc vò trí vaø höôùng cuûa noù trong khoâng gian laøm löôùi. Töø nhöõng ñaùnh giaù naøy robot veõ laïi baûn ñoà vieäc. Baøi baùo naøy nhaèm giôùi thieäu moät phöông phaùp chöôùng ngaïi vaät. Döïa vaøo baûn ñoà tìm ñöôïc, robot seõ ñònh vò robot baèng giaûi thuaät ñònh vò khoâng duøng coät xaùc ñònh vò trí cuûa noù baèng vieäc ñi tìm nhöõng vò trí moác hieän. YÙ töôûng chính cuûa giaûi thuaät naøy laø xaùc khaû thi. ñònh nhöõng vò trí khaû thi cuûa robot trong khoâng gian laøm vieäc, söû duïng tín hieäu cuûa caûm bieán sieâu aâm nhö 3. MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM CÔ SÔÛ laø moät thieát bò xaùc ñònh khoaûng caùch vaø höôùng cuûa 3.1 Robot di ñoäng töï trò vaø coät moác robot ñoái vôùi caùc chöôùng ngaïi vaät coá ñònh, ñeå töø ñoù suy ra vò trí cuûa robot baèng caùch so saùnh baûn ñoà Robot di ñoäng töï trò laø robot coù taát caû nhöõng gì toaøn cuïc vaø baûn ñoà cuïc boä quanh robot. caàn thieát tích hôïp beân trong robot. [Marsland02] Töø khoùa: Ñònh vò, Doø ñöôøng, Coät moác hieän, Robot di ñoäng Nghóa laø robot coù caùc pin, caûm bieán, maùy tính vaø töï trò chöông trình ñieàu khieån ñeå noù khoâng ñöôïc keát noái vôùi baát kyø söï hoã trôï beân ngoaøi naøo. Chöông trình ABSTRACT ñieàu khieån cuõng phaûi coù khaû naêng ñieàu khieån robot An important challenge of an autonomous mobile maø khoâng caàn söï trôï giuùp cuûa con ngöôøi. Nhö vaäy, robot is finding its current pose (position and coät moác (landmark) [Borenstein96] cuõng laø moät orientation) within working environment. This paper hình thöùc hoã trôï thoâng tin töø beân ngoaøi, ñöôïc söû represents a method for self-localization without duïng khaù phoå bieán trong nhieàu öùng duïng khaùc. explicit landmarks. The main idea of this algorithm Trong ñeà taøi naøy, coät moác khoâng ñöôïc söû duïng. comes from finding feasible poses using ultrasonic sensors as a point-and-shoot ranging device. These 3.2 Vectô ñònh vò poses are then computed to estimate robot’s pose by Soùng sieâu aâm truyeàn ñi trong khoâng khí vôùi vaän correlating the global and local maps. toác khoaûng 343 m/s. Caûm bieán sieâu aâm phaùt ra vaø Keyword: Localization, Navigation, Explicit landmark, thu veà caùc maët soùng sieâu aâm, sau ñoù khueách ñaïi Autonomous mobile robot cöôøng ñoä cuûa soùng vôùi haøm muõ theo thôøi gian. Caûm 1. GIÔÙI THIEÄU bieán xaùc ñònh thôøi gian soùng di chuyeån trong khoâng gian, ñeå suy ra khoaûng caùch töø noù ñeán chöôùng ngaïi Baøi baùo naøy giôùi thieäu moät phöông phaùp ñònh vò vaät gaàn nhaát, naèm trong vuøng queùt cuûa caûm bieán vaø thaêm doø baûn ñoà döïa treân heä thoáng thuaät toaùn [Thuan03]. Vectô ñònh vò ñoái vôùi moät caûm bieán ño choàng chaát caûm bieán, ñöôïc ñeà xuaát bôûi Hans P. khoaûng caùch khi noù ghi nhaän moät thoâng soá s laø moät Moravec [Moravec89]. vectô coù ñoä lôùn baèng s vaø coù chieàu laø chieàu cuûa caûm Baøi baùo goàm 4 phaàn chính: phaàn ñaàu tieân seõ trình bieán ñoù. (xem hình 1) [Brown00] baøy caùc khaùi nieäm cô sôû ñöôïc söû duïng, phaàn thöù hai trình baøy noäi dung caùc thuaät toaùn, phaàn thöù ba seõ 3.3 Vò trí khaû thi trình baøy caùc keát quaû moâ phoûng ñaït ñöôïc, vaø phaàn YÙ töôûng cô baûn nhaát cuûa thuaät toaùn ñònh vò vôùi keát luaän laø nhöõng ñaùnh giaù veà khaû naêng thöïc hieän nhieàu caûm bieán trong baøi baùo naøy ñöôïc theå hieän cuõng nhö ñeà xuaát thöïc hieän moät robot thí nghieäm döôùi daïng ñi tìm vò trí khaû thi cuûa robot, laø nhöõng vò phuïc vuï cho vieäc hoïc taäp vaø nghieân cöùu. trí maø robot coù theå ñöùng taïi ñoù vaø ghi nhaän ñöôïc thoâng soá ñaõ nhaän ñöôïc töø caûm bieán. (xem hình 1) 2. ÑAËT VAÁN ÑEÀ ...