Dẫn đường cho robot di động sử dụng logic mờ

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
VIÉN
OOOGOOOOOò'^
HàNòi-2010
MUC
LUC
MUCLUC
CHCVIÉTTÀT
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
8
"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
10
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.
12
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
man:
S =
{XGM|^F(X)>0}
(3.2)
Mién tin cay cùa tap mó F (trén co
so
M), dugc ky hiéu
bòi
T là tap con cùa M th
man: ' \
T={XGM|^F(X)
=
Ì}
(3.3)
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:
- Rat
cham (VS)

- Cham (S)
- Trung bình (M)
- Nhanh (F)
-
Rat
nhanh (VF)
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:
14
.
-
Phép hgp:
^AOB(X)
=
MAX{^A(X),
Mx)},
(3.4)
- Phép giao:
HA^ECX)
=
MIN{|IA(X),

^B(X)}-
(3.5)
- Phép bù :
^AC(X)
=
1
-
HA(X).
(-30)
Luat
h9p
thành
mò^:
luat hgrp thành thuóng
dugc
xày dung dua trén quan he:
Néuxi = At thìy
= B
Néu
X\
= A) va X2
=
A2 va

va Xd
=
Ad
thi
7 =
B

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
bàn nhu sau:
- Lenh két nói tói robot
'
r
•
Robot.
connectRobot
t
- Lenh diéu khién mò to
• Robot.ResumeDcMotor (kénh (x))
^
Khòi
phuc dgng co mot chiéu kénh (x)
•
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)
16
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
VIÉN
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
rob-
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.
^ •>
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
18
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.
0 20 40 60 80 100
Hình 4: Hàm thuóc cùa càc bién vào
Khoàng
càcftcm)
•60 -40 -20 0
20
40 60
Hình 5: Hàm thuóc cùa bién lói ra
Góc quay (dò)
Luat mó dugc xày dung
dira
trén menh
de
suy dién
"Néu Thi "
là
su
két hgp 3
gi;
cùa càm bién lói vào
va
mot già tri lòi ra góc quay. Luat hgrp thành Max-Min sé tao thành
luat theo dang sau:
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.
20
Robot di
dóng
Sputnik
, r
A
P
I
t
Cam
bién
^^ ^

Lènh
>
A
P
I
viày linh
trang
t-àin
\'isual
Basic
—•
Logic
"N
me
^
^,
-^
V
f
^
Xùlv
trung
tàm
V
y
Kinh
7:
Sa
dò
càu

trùc
phàn mém diéu khién robot trành vàt
d.
Chirong
trinh diéu khién
•7—^-"»'' f"
-Molion-
Tiangthai
Robot
Forvrafd
©
AUTO
Right
Back
Vantoc
GocQuay Textl
©
Sehttir
Exit
[UT-
|U2
U3
^ fò"
<i^v^WT.'' t-'
-'^*a••o'^^^^'^y»
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
Right
Back
Vantoc
GocQuay
U,,
U2,
U3
Exit
SockServer 2
SockServer
: diéu khién robot quay phài
: diéu khién robot di
lui
: hién
thj
van
toc
cùa robot
: hién thi góc quay cùa robot
: hién thi khoàng càch
tu
ba càm bién cua robot tói vàt
: két thùc chuong trình diéu khién
: 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.
22
- 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:
0 20
40 60 80 100
Hình
II:
Hàm thuóc cùa 3 bién vào
Khoàng
cachtcm)
0 20
40
60
Hình
12:
Hàm thuóc cùa bién ra
Góc

quay (dò)
24
Luàt mó dugc xày dung dua trén menh
de
suy dién
"Ncu.

rhì "
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:
1
U;
G
TB
X
U:
G
DN
AI
AI
TB
DI
K
K

X
D\'
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
i-'iai2
Liv dìrlièu
tir
csnieri
I
Dt dee hành
li»^
iEim
tircus":
Dùns
Tf2Illl v=t
Giìitmhihi
Hình

13:
Luru dò
thuàt toàn diéu khién cùa robot an ninh
e.
Càu
trùc he
thóng
Càu trùc phàn cùng và phàn mém cùa he thòng robot an ninh giòng vói cùa he
Ihònj
robot trành vat càn ó phàn e muc
3.2.3.1.
Tuy nhién, do trong he thòng an ninh tuàn tra robo
phài thuc hién nhiéu chùc nàng hon nén phàn mém diéu khién
co
thém mot so nhiem vu
nhi
sau:
- 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 .
26

- 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.
* •»
il.
\_.11UU1I^
LI
Hill UIWU ivilivai
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.
i
-1
\M \ Slop 1 FS4K
i
' J

t
' :0
t
T?r.*«'
i-ytKn
fr;
l'i
E«
: 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