Robot tự động có tính năng diệt khuẩn bằng tia UV

Nghiên cứu này tập trung vào mô hình hóa và phát triển robot tự hành hoàn toàn tự động dựa trên bài toán Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). Robot diệt khuẩn tự động là robot có khả năng tự di chuyển theo một quỹ đạo được xác định trước hoặc chưa biết trước và được thực hiện một công việc được giao. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Robot tự động có tính năng diệt khuẩn bằng tia UV ROBOT TỰ ĐỘNG CÓ TÍNH NĂN DIỆT KHUẨN BẰNG TIA UV Lê Quyết Chiến Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nguyễn Anh Tú, ThS. Nguyễn Hoàng TiếnTÓM TẮTRobot diệt khuẩn tự động là robot có khả năng tự di chuyển theo một quỹ đạo được xác định trướchoặc chưa biết trước và được thực hiện một công việc được giao. Robot có thể hoạt động ở nhiềumôi trường khác nhau. Đây là một hướng đi có tính ứng dụng rất lớn trong lĩnh vực y tế cũng như làtrong việc tìm kiếm một môi trường trong sạch. Một trong những yếu tố quan trọng của robot có thểtự giải quyết các vấn đề nằm ngoài dự tính như phát hiện và tránh vật cản. Để robot có thể tự địnhhướng và xác định vị trí hiện tại, ta cần phải tạo ra một bản đồ từ môi trường thực tế mà robot sẽhoạt động, việc này ta gọi là mapping. Từ bản đồ của môi trường hoạt động, ta cần phải xác địnhvị trí, và hướng của robot trong bản đồ, việc này gọi là localization. Chúng ta sẽ lập kế hoạch điềukhiển robot đi theo đúng quỹ đạo nào đó dựa trên mapping và localization việc này gọi là path-planning. Nghiên cứu này tập trung vào mô hình hóa và phát triển robot tự hành hoàn toàn tự độngdựa trên bài toán Simultaneous Localization and Mapping (SLAM).Từ khóa: Python, Hệ điều hành Robot (ROS), Open-CV, SLAM, PID, Kalman, IMU, Camera 3D.1 GI I THIỆU CHUNGMong muốn hiện tại của nhiều người là làm sao để tránh tiếp xúc quá nhiều trong môi trường vikhuẩn nhiều, và tránh được các hóa chất diệt khuẩn. Việc tạo ra một robot diệt khuẩn có tính năngtự vận hành là nhu cầu cấp thiết. Robot có tính năng tạo bản đồ và xác đinh vị trí, tự tìm đường đi từvị trí hiện tại đến vị trí mong muốn, tự động tự tìm vị trí sạc, người dùng quan sát và can thiệp vàoquá trình làm việc của robot thông qua ứng dụng trên di động, có thể điều khiển được robot trongkhông gian mới. Robot được xây dựng dựa trên các module lắp ghép, nên có thể thay đổi côngnăng một cách dễ dàng. Ngoài việc sử dụng cho diệt khuẩn thì robot còn có thể tháo rời modulephát tia UV và thay thế các module khác để thực hiện các công việc khác như vận chuyển hànghóa, giao thức ăn, vệ sinh mặt sàn,…2 NHỮNG CÔNG VIỆC LIÊN QUANHiện tại trong nước có nhiều loại robot diệt khuẩn đã được chế tạo thành công. Trong thời gian diễnra dịch Covid-19 một số đơn vị như Đại học Sư phạm Kỹ thuật (Đại học Đà Nẵng), Đại học Tôn ĐứcThắng, Đại học Bách khoa Hà Nội,... đã chế tạo thành công robot điều khiển từ xa để diệt vi khuẩntrong môi trường nhiễm khuẩn cao như bệnh viện, khu cách ly.90Trên thế giới đã có nhiều robot diệt khuẩn có khả năng tự hành được tạo ra với công xuất lớn, tínhthẩm mỹ cao và độ bền tốt. Tuy nhiên các loại robot này có giá thành rất cao. Tháng 3/2020 ởHong Kong chế tạo thành công Sterilization robot dùng để diệt khuẩn ở các khu sân bay, robot cókhả năng quay 360 độ và diệt vi khuẩn 99,99%. Năm 2014 nhóm OCTOPUS ROBOTS đã cho ra đờirobot Octopus Biosafety, robot có khả năng ghi nhớ không gian làm việc và lặp lại hành trình vàphun xịt thuốc diệt khuẩn.3 GI I THIỆU KỸ THUẬT3.1 ROS (Robot Operating System)Robot Operating System – ROS là hệ điều hành mã nguồn mở dành cho robot, là một frameworkđược dùng rộng rãi trong lĩnh vực robotic với nhiều ưu điểm. Nó tạo ra một nền tảng phần mềm cóthể hoạt động trên rất nhiều robot khác nhau mà không cần sự thay đổi quá nhiều trong chươngtrình phần mềm.ROS là môi trường cho phép các module giao tiếp với nhau một cách độc lập. Nó cho phép cácmodule này liên kết với nhau một cách dễ dàng thông qua các topic, message và service. Mỗimodule trong một môi trường ROS được gọi là 1 node của chương trình. Các node trong hệ thốngđược điều phối và quản lý thông qua một node điều khiển gọi là node master. Việc sử dụng ROSsẽ giúp cho việc nâng cấp và bảo trì một cách dễ dàng hơn. Một robot cần phải có những nodenhư sau:a. Navigation Stack [1]Navigation Stack dùng để lấy các thông tin từ các cảm biến như Lidar, IMU, Encoder, điểm cần dichuyển tới, từ các thông tin trên chương trình sẽ ra quyết định điều khiển robot như vận tốc bánh xe,góc bánh lái. Hình 3.1. Mô hình Navigation stack trong ROSb. Costmap[3]Từ dữ liệu trả về của các cảm biến như Lidar, IMU, I ,… chúng ta sẽ xác định được các vật cản hoặcvùng mà robot sẽ không di chuyển qua được và sẽ được costmap sử dụng để đánh dấu các vật 91cản hoặc loại bỏ các vật cản trong costmap. Costmap cập nhật thông tin của vật cản trên dữ liệu từbản đồ đã được xây dựng trước đó và nếu các vật thể được lưu trữ thông tin ở dạng ba chiều thìđược chuyển thành hai c ...