xe tu hanh tranh vat can su dung cam bien sieu am srf05 va co dieu khien tu xa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.05 MB, 64 trang )
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI – BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHỔNG THỊ PHƯƠNG THẢO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
XE TỰ HÀNH TRÁNH VẬT CẢN SỬ DỤNG CẢM BIẾN
SIÊU ÂM SRF05 VÀ CÓ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
HẢI PHÒNG – 2014
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHỔNG THỊ PHƯƠNG THẢO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
XE TỰ HÀNH TRÁNH VẬT CẢN SỬ DỤNG CẢM BIẾN
SIÊU ÂM SRF05 VÀ CÓ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Người hướng dẫn khoa học: Ths. Phạm Trung Minh
; MÃ SỐ: D114
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
HẢI PHÒNG - 2014
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự
hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của mọi người xung
quanh. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của Thầy Cô, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô trong khoa
Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại Học Hàng Hải đã cùng với tri thức và tâm
huyết của mình truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian
học tập tại trường. Và em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo Th.s
Phạm Trung Minh, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, cung cấp cho em
những kiến thức và tài liệu về Robotics cần thiết để em hoàn thành khóa luận
này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
khóa luận tốt nghiệp.
Hải Phòng, ngày
tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Khổng Thị Phương Thảo
4
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
MỤC LỤC
Trang
mỤC lỤC..........................................................................................................5
phẦn MỞ ĐẦU.................................................................................................8
1.Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................8
2.Mục đích của đề tài....................................................................................8
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..............................................................8
4.Phương pháp nghiên cứu khoa học............................................................9
5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...................................................9
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.....................................................10
1.1. Giới thiệu bài toán................................................................................10
1.2. Mục đích của đề tài..............................................................................11
1.3. Yêu cầu cần thực hiện..........................................................................11
1.4. Các chức năng cần có trong bài toán....................................................11
1.5. Các khối chức năng cần có...................................................................12
CHƯƠNG 2 – GIẢI BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG TRÁNH VẬT CẢN CỦA XE
TỰ HÀNH.......................................................................................................13
2.1. Giới thiệu về xe tự hành tránh vật cản.................................................13
2.2. Mô hình hóa và động học robot...........................................................14
2.3. Giải bài toán tìm đường cho robot tự hành..........................................17
2.3.1. Bài toán tìm đường cục bộ............................................................18
2.3.2. Thuật toán xử lý kết quả đo khoảng cách để xuất lệnh.................24
CHƯƠNG 3 – CẤU TẠO PHẦN CỨNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU
KHIỂN TRONG ROBOT TỰ HÀNH TRÁNH VẬT CẢN...........................26
3.1. Khối nguồn...........................................................................................29
3.1.1. Thông số chính của mạch..............................................................29
3.1.2. Linh kiện cần có trong mạch.........................................................29
3.1.3. Nguyên tắc hoạt động của mạch...................................................30
5
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
3.2. Khối điều khiển trung tâm....................................................................32
3.2.1. Khối reset......................................................................................33
3.2.2. Khối tạo xung dao động................................................................34
3.2.3. Khối vi điều khiển.........................................................................35
3.3. Khối điều khiển động cơ.....................................................................36
3.3.1. Sử dụng IC L298...........................................................................36
3.3.2. Điều khiển 2 động cơ bằng phương pháp điều xung PWM..........37
3.3.3. Mạch cầu H...................................................................................42
3.3.4. Đối tượng điều khiển: Động cơ DC..............................................44
3.4. Hệ thống cảm biến................................................................................45
3.4.1. Cảm biến siêu âm SRF05..............................................................45
3.5. Khối hiển thị........................................................................................47
3.6. Sơ đồ thuật toán điều khiển xe tự hành tránh vật cản..........................49
3.7. Sơ đồ nguyên lý mạch..........................................................................50
.........................................................................................................................50
.........................................................................................................................51
3.8. Chuẩn bị linh kiện thi công..................................................................52
.........................................................................................................................52
3.9. Sản phẩm..............................................................................................52
.....................................................................................................................52
CHƯƠNG 4 – pHƯƠNG PHÁP điỀu khiỂn TỪ XA BẰNG SÓNG RF.......53
4.1. Điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến RF.............................................53
4.1.1. Hoạt động......................................................................................53
4.1.2. Ưu điểm.........................................................................................53
4.1.3. Nhược điểm...................................................................................54
4.2. Tìm hiểu về 2 IC trong điều khiển từ xa PT 2262 và PT2272.............54
4.2.1. IC PT2262.....................................................................................54
4.2.2. IC PT2272(Giải mã)......................................................................56
4.3. Thiết kế mạch.......................................................................................57
6
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
4.3.1. Khối nguồn....................................................................................58
4.3.2.Khối điều khiển..............................................................................58
Gồm 2 khối nhỏ: khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển ( xem trên
phần robot tự hành).....................................................................................58
4.3.3. Khối phát.......................................................................................59
4.3.4. Khối thu.........................................................................................59
4.3.5. Nguyên lý hoạt động của mạch.....................................................60
KẾT LUẬN....................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................62
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hình
Tên hình
7
Trang
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay tin học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ứng
dụng của nền kinh tế trong mỗi quốc gia. Một trong những ứng dụng được sử
dụng gần đây nhất đó là ứng dụng công nghệ thông tin vào công nghệ chế tạo và
điều khiển robot thông minh.
Xu thế phát triển hiện nay trên thế giới khoa học và công nghệ luôn có
những thay đổi mạnh mẽ. Nền kinh tế tri thức cùng với công nghệ thông tin đã
góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.
Trong nền kinh tế tri thức sự phát triển của xã hội không thể tách khỏi sự phát
triển của công nghệ thông tin và đặc biệt là sự phát triển của tin học, ngành khoa
học công nghệ mới tạo ra các sản phẩm robot và nghiên cứu ứng dụng chính
hình thành trong những thập kỷ gần đây được gọi là Robotics.
2. Mục đích của đề tài
Mục đính của đề tài là áp dụng công nghệ thông tin vào công việc “Xây
dựng 1 xe tự hành có khả năng tự tránh vật cản, đồng thời có chế độ hoạt động
dưới sự điều khiển từ xa”.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu nguyên lý đo khoảng cách của cảm biến siêu âm SRF05
- Phương pháp điều khiển động cơ (theo phương thức tự hành)
- Phương pháp điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến RF
8
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Phạm vi nghiên cứu: Không gian làm việc của xe là 1 mặt phẳng được giới
hạn bởi các bức tường, các vật cản được xem là vật cản 2 chiều tĩnh hoàn
toàn
4. Phương pháp nghiên cứu khoa học
Sử dụng kết hợp các phương pháp như:
- Phương pháp điều xung PWM
- Phương pháp đảo chiều động cơ( mạch cầu H)
- Phương pháp điều khiển bằng sóng vô tuyến RF
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a) Ý nghĩa khoa học
Xây dựng được cơ sở khoa học về khả năng tự hành tránh vật cản của
robot sử dụng cảm biến siêu âm cũng như khả năng nhận sự điều khiển từ xa
thông qua sóng vô tuyến RF
b) Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Tiềm năng ứng dụng của xe tự hành là lớn, có thể kể đến robot vận hành
vật liệu, hàng hóa trong các tòa nhà, nhà máy, cửa hàng, sân bay hay thư
viện… robot xe lăn phục vụ người khuyết tật,…
9
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Giới thiệu bài toán
- Tên đề tài: Xây dựng xe tự hành tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm
SRF05 để đo khoảng cách và có điều khiển từ xa.
- Giáo viên hướng dẫn: Ths Phạm Trung Minh
Robot tự hành sử dụng cảm biến siêu âm SRF05 để đo khoảng cách
Môi trường làm việc của robot là 1 mặt phẳng, được giới hạn bởi các bức tường,
các vật cản được xem là vật cản 2 chiều tĩnh hoàn toàn. Trong bài toán robot
được trang bị 3 sensor cảm biến siêu âm SRF05, các cảm biến này được đặt lệch
nhau 1 góc α ( chọn α=25°) để đo khoảng cách từ bánh xe tùy động tới vật cản
B1: 3 sensor cảm biến SRF05 tiến hành đo khoảng cách theo 3 hướng bên trái,
bên phải, ở giữa. Sau đó gửi kết quả đo đạc về vi điều khiển
- Nguyên lý đo khoảng cách của cảm biến siêu âm SRF05
• SRF05 sử dụng nguyên lý phản xạ của sóng để đo khoảng cách
• Khi muốn đo khoảng cách SRF05 sẽ phát ra 1 bộ 8 xung với tần số
40KHz sau đó nó sẽ chờ đợi xung phản xạ về. Thời gian từ lúc xung đi
cho tới khi xung về có thể dễ dàng tính ra khoảng cách từ SRF05 tới vật
cản
• Khi phát ra xung và chờ xung phản xạ về, chân Echo của SRF05 được kéo
lên mức cao(echo =1) khi có xung phản xạ về chân Echo sẽ được kéo
xuống thấp hoặc sau 30us nếu không có xung phản xạ về
10
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
B2: Vi điều khiển căn cứ vào kết quả đo đạc của cảm biến SRF05 tiến hành xử
lý (căn cứ vào 7 tình huống có thể xảy ra khi sensor phát hiện ra vật cản, mỗi
tình huống cần có cách ứng xử riêng) và ra quyết định điều khiển động cơ 1 hay
động cơ 2
- Giao tiếp giữa PIC 16F877A với SRF05
• Đo hoảng cách với SRF05 chính là đo thời gian chân Echo ở mức cao
• Để đo thời gian chân Echo ở mức cao ta sử dụng Timer1 và ngắt ngoài
của PIC
• Khi muốn đo khoảng cách ta sẽ kích hoạt chân Trigger, 1 xung tối thiểu
10ms sau đó đợi chân echo lên mức cao. Kích hoạt timer1 và đợi chân
Echo xuống mức thấp, khi chân Echo xuống mức thấp dừng timer và tính
toán giá trị từ timer để suy ra khoảng cách
Robot hoạt động theo phương pháp điều khiển từ xa bằng sóng RF
Robot được điều khiển bằng tần số vô tuyến(RF) sử dụng nguyên lý tương tự
như điều khiển bằng tia hồng ngoại nhưng thay vì gửi đi các tín hiệu ánh sáng,
nó lại truyền sóng vô tuyến tương ứng với các lệnh nhị phân. Bộ phận thu sóng
vô tuyến trên thiết bị được điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó
1.2. Mục đích của đề tài
Mục đính của đề tài là áp dụng công nghệ thông tin vào công việc “Xây
dựng 1 xe tự hành có khả năng tự tránh vật cản, đồng thời có chế độ hoạt
động dưới sự điều khiển từ xa”.
1.3. Yêu cầu cần thực hiện
Hoàn chỉnh thiết kế và thi công xe tự hành có cảm biến tự tránh vật cản,
có bộ thu RF để nhận sự điều khiển từ người dùng.
Xây dựng thiết bị có bộ phát RF, điều khiển sự hoạt động của xe.
1.4. Các chức năng cần có trong bài toán
11
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Robot có khả năng tự tránh vật cản dựa vào 3 sensor cảm biến siêu âm
SRF05, cảm nhận môi trường xung quanh robot
Robot có khả năng hoạt động dưới sự điều khiển từ xa của người dùng
thông qua sóng vô tuyến RF
1.5. Các khối chức năng cần có
Từ việc xác định các chức năng cần phải có trong bài toán ta xác định được bài
toán cần các khối chức năng sau
Khối nguồn: chức năng cấp nguồn điện đầu vào +5V cho hệ thống
Khối điều khiển trung tâm: gồm 3 khối nhỏ ( khối reset, khối tạo xung dao
động và khối vi điều khiển)
- Khối reset: chức năng reset hệ thống trở về trạng thái ban đầu
- Khối tạo xung dao động: chức năng tạo xung nhịp với tần số thạch anh
20MHz
- Khối vi điều khiển( PIC 16F877A) : chức năng điều khiển hệ thống hoạt
động, xử lý các thông tin từ các sensor báo về sau đó điều khiển hoạt động
của động cơ
Khối điều khiển 2 động cơ ( IC L298): chức năng điều khiển tốc độ và
chiều thuận, nghịch của 2 động cơ
Khối cảm biến (SRF05): chức năng giúp xác định trạng thái môi trường
bên ngoài (xác định vật cản) sau đó gửi trạng thái môi trường tới bộ xử lý
rồi đưa ra các phản ứng điều khiển robot để đối phó với các sự kiện bên
ngoài
Khối hiển thị LCD: chức năng hiển thị kết quả đo đạc của sensor cảm
biến SRF05
Bộ thu- phát RF: chức năng thu và nhận tín hiệu sóng vô tuyến RF điều
khiển hoạt động của robot
12
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Nguyên lý hoạt động của bộ thu phát RF
+ Modul phát: khi cấp mức logic 0 hoặc 1 vào chân data tương ứng thì
modul RF sẽ không phát hoặc phát sóng điện từ
+ Modul thu: bên thu sẽ thu sóng điện từ và khi nhận được sóng chân data
sẽ xuất ra mức logic 1, không thu được sẽ xuất ra mức logic 0
CHƯƠNG 2 – GIẢI BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG TRÁNH VẬT CẢN
CỦA XE TỰ HÀNH
2.1. Giới thiệu về xe tự hành tránh vật cản
Xe tự hành tránh vật cản hay xe di động được định nghĩa là 1 loại xe có
khả năng tự di chuyển, tự vận động (có thể lập trình lại được) dưới sự điều khiển
tự động để thực hiện thành công công việc được giao.
Theo lý thuyết môi trường hoạt động của xe tự hành có thể là đất, nước,
không khí, không gian vũ trụ hay sự tổ hợp giữa chúng. Địa hình bề mặt của xe
di chuyển trên đó có thể bằng phẳng hoặc thay đổi lồi lõm.
Theo bộ phận thực hiện chuyển động ta có thể chia robot tự hành thành 2
lớp: chuyển động bằng chân hoặc bằng bánh. Trong đề tài này chúng ta sẽ
nghiên cứu xe tự hành chuyển động bằng bánh, xe tự hành chuyển động bằng
bánh làm việc tốt trong hầu hết các địa hình do con người tạo ra. Điều khiển di
chuyển bằng bánh cũng đơn giản hơn nhiều, gần như luôn đảm bảo tính ổn định.
Lớp chuyển động bằng bánh có thể chia ra làm 3 loại: loại chuyển động bằng
bánh xe, loại chuyển động bằng vòng xích và loại hỗn hợp bánh xe vòng xích.
Tiềm năng ứng dụng của xe tự hành là lớn, có thể kể đến robot vận hành
vật liệu, hàng hóa trong các tòa nhà, nhà máy, cửa hàng, sân bay hay thư viện…
robot xe lăn phục vụ người khuyết tật,…
Mặc dù nhu cầu ứng dụng cao, nhưng những hạn chế chưa giải quyết
được của robot tự hành như chi phí chế tạo cao đã không cho phép chúng được
13
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
ứng dụng rộng rãi. Ngoài ra còn phải kể thêm nhược điểm của robot tự hành là
thiếu tính linh hoạt và thích ứng khi làm việc ở những vị trí khác nhau.
2.2. Mô hình hóa và động học robot
Kết cấu robot lựa chọn gồm 3 bánh trong đó 2 bánh chủ động (phía trước) và 1
bánh tùy động (phía sau) có khả năng tùy ý.
Với kết cấu cơ khí này robot có khả năng di chuyển rất linh hoạt, lùi và quay 1
góc bất kỳ.
14
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Hình 2.1: Mô hình và động học robot
Gọi s1, s2 là đoạn dịch chuyển từ bánh xe tùy động tới 2 bánh chủ động
Ta có:
=
=
Với
1,
2, r lần lượt là lượng dịch chuyển quay và bán kính của 2 bánh chủ
động.
T là khoảnh cách giữa 2 bánh,
và
robot trong mặt phẳng nằm ngang. Khi đó
15
là bán kính và góc dịch chuyển của
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
=
(
)
=
Ta xét 2 trường hợp sau của chuyển động:
TH1: robot đi theo quỹ đạo là đường thẳng (tiến hoặc lùi)
Khi
TH2: robot quay qua trái, qua phải
Khi
Lượng dịch chuyển theo 2 phương của hệ tọa độ gắn với robot
Vị trí của robot được xác định bởi tọa độ gốc của D (
tọa độ tại thời điểm thứ (i) được xác định như sau:
16
), góc định hướng
.
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
2.3. Giải bài toán tìm đường cho robot tự hành
Dò đường là 1 khoa học dẫn hướng robot tự hành di chuyển trong không gian
làm việc của nó (đất, nước, không khí...). Trong vấn đề dò đường, bài toán được
quan tâm nhiều nhất là tìm đường về đích mà không chạm vật cản trên đường đi.
Có 2 loại bài toán tìm đường trên đường đi cho robot: bài toán cục bộ, và bài
toán toàn cục.
• Trong bài toán cục bộ, môi trường làm việc của robot hoàn toàn không được
biết trước hoặc nếu có chỉ là 1 phần, robot hoàn toàn phải nhờ vào sự cảm
nhận môi trường thông qua cảm biến gán trên nó để dò đường.
Lợi thế: yêu cầu tính toán, dung lượng nhớ thấp, tính linh hoạt cao
(tránh được vật cản ngay cả khi vật đó di chuyển).
Hạn chế: do robot tìm đường cục bộ chỉ biết được thông tin xung quanh
thông qua sensor cảm nhận môi trường gắn cùng nên robot tìm đường
cục bộ có thể không hoàn thành việc tới đích.
• Trong bài toán toàn cục, bản đồ môi trường làm việc của robot hoàn toàn
được biết trước, vấn đề cần giải quyết là tìm đường đi cho robot trước khi nó
xuất phát.
Lợi thế: ta đã biết trước có đường đi tối ưu tới đích hay không trước khi
robot khởi hành.
Hạn chế: đòi hỏi nhiều lệnh tính toán và bộ nhớ, tình huống xấu có thể
xảy ra là nếu bản đồ môi trường làm việc không được khai báo chính
xác, yêu cầu biết trước hoàn toàn môi trường hoạt động cũng là 1
nhược điểm.
Trong tiểu luận em tập trung vào việc giải quyết bài toán tìm đường cục bộ
nhưng ở mức độ đơn giản. Môi trường làm việc của robot là 1 mặt phẳng, được
17
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
giới hạn bởi các bức tường, các vật cản được xem là vật cản 2 chiều , tĩnh hoàn
toàn.
Ở bài toán cục bộ robot được trang bị sensor xác định khoảng cách từ bánh xe
tùy động tới vật cản.
2.3.1. Bài toán tìm đường cục bộ
Một cách tìm đường cục bộ khá hoàn hảo là phương pháp bản đồ noron
cực của Michail G. Lagoudakis (1998) dùng 16-32 cảm biến gán trên con robot
Normad tạo trường cảm biến bao phủ xung quanh con robot, thuật toán sử dụng
là thuật toán ánh xạ noron tương đối phức tạp. Do giới hạn của tiểu luận phương
pháp này không đề cập đến.
Phương pháp được đề cập đến ở đây sử dụng 3 cảm biến dò đường xác định
khoảng cách từ bánh xe tùy động tới vật cản. tùy vào khoảng cách tới vật cản
ứng với từng cảm biến, ta xác định được phương hướng di chuyển robot phù
hợp.
Hình 2.2: Cách đặt ba cảm biến của robot
Các cảm biến được đặt lệch 1 góc α ( chọn α=25°) khoảng cách lớn nhất
tính từ D mà các cảm biến có thể nhận diện được vật cản là dmax, dmax và α
phải đảm bảo sao cho cảm biến có vùng kiểm tra đủ rộng để khi tiến thẳng robot
có thể nhận diện được vật cản.
18
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Hình 2.3: Không gian làm việc của robot trong mặt phẳng 2 chiều
Gọi:
Các ứng xử của robot khi sensor phát hiện vật cản.
Có 7 tình huống khác nhau khi sensor phát hiện vật cản, mỗi tình huống cần có
cách ứng xử riêng.
Tình huống 1: cả 3 cảm biến đều phát hiện vật cản
- Nếu dl>dr thì robot quay sang trái:
- Nếu dl<= dr thì robot quay sang phải
19
=(
Ox)
=(
Ox)
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Tình huống 2: chỉ có cảm biến bên trái không phát hiện ra vật cản
Robot quay sang trái
=(
Ox)
Tình huống 3: chỉ có cảm biến bên phải không phát hiện ra vật cản
Robot quay sang phải
=(
Ox)
Tình huống 4: chỉ có cảm biến giữa không phát hiện ra vật cản
20
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Robot quay sang phải 1 góc 90 (gán
=
- 90 ), sau đó hiệu chỉnh
.
Tình huống 5: chỉ có cảm biến bên trái phát hiện ra vật cản
Robot quay sang phải 1 góc 25 ( gán
=
- 25 ) sau đó hiệu chỉnh
Tình huống 6: chỉ có cảm biến bên phải phát hiện ra vật cản
Robot quay sang trái 1 góc 25 ( gán
=
+ 25 ) sau đó hiệu chỉnh
Tình huống 7: chỉ có cảm biến ở giữa phát hiện ra vật cản
21
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Robot quay sang trái 1 góc 90 ( gán
=
- 90 ) , sau đó hiệu chỉnh
Khi robot đang quay hướng về đích, nếu phát hiện vật cản nó sẽ tiến hành
chuyển hướng quay luôn. Để đảm bảo điều này, trong quá trình quay hướng về
đích, mỗi lần robot quay 1 đơn vị (dv) nhỏ, ta phải cập nhật cảm biến . Sau khi
robot chuyển hướng rồi tiến thẳng 1 đoạn, vẫn có khả năng robot chạm vật cản
( nhất là ở những ngõ cụt) vì vậy khi robot quá gần vật ta tiến hành lùi
lại 1 đoạn quay 1 góc 45 sang phải (gán
=
- 45 ) hiệu chỉnh
sau đó cập nhật cảm biến.
Khi khoảng cách nhỏ hơn DI, DJ, DK tức là robot quá gần vật cản.
22
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Hình 2.4: Sơ đồ quá trình tìm đường của robot dùng 3 cảm biến
⊗ Hỏi: ưu và nhược điểm của phương pháp là gì?
⊗ Trả lời: ưu điểm chính của phương pháp là robot chỉ phải sử dụng 3 cảm biến
đo khoảng cách cùng 1 thuật toán đơn giản, mà hiệu quả quá trình tìm đường
của robot khá cao.
Nhược điểm chính là robot không thể xác định đầy đủ biên của vật cản do chỉ
có 3 cảm biến vì vậy dẫn đến tình huống robot vẫn có thể chạm vật hoặc
không về được đích.
⊗ Hỏi: Robot sử dụng 3 cảm biến có khả năng chạm vật cản không?
⊗ Trả lời: robot sử dụng 3 cảm biến vẫn có khả năng chạm vật cản. tuy nhiên
khả năng đó ít xảy ra do robot có thêm thủ tục lùi lại khi cảm biến phát hiện
23
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
vật cản quá gần robot. Muốn robot hoàn toàn không chạm vật, ta cần có 1 hệ
cảm biến bao phủ toàn bộ 1 vùng xung quanh robot cùng 1 thuật toán phức
tạp hơn.
2.3.2. Thuật toán xử lý kết quả đo khoảng cách để xuất lệnh
Void xu_ly()
{
Int8 Lenh_tam = lenh;
If ( khoang_cach_phai < khoang_cach_min || khoang_cach_trai < khoang
_cach_min)
{
If ( lenh != lenh_lui || lenh!= lenh_lui_phai || lenh != lenh_lui_trai)
{
If ( khoang_cach_trai = khoang_cach_phai )
{
lenh= lenh_lui; // lùi xe
Dieu_khien();
// đưa lệnh tới động cơ
If (Lenh_tam != lenh_lui)
Delay_ms(time );
}
If ( khoang_cach_trai > khoang_cach_phai)
{
Lenh= lenh_lui_phai; // lùi qua phải
Dieu_khien();
// đưa lệnh tới động cơ ;
If (Lenh_tam != lenh_lui_phai)
Delay_ms(time );
}
If ( khoang_cach_trai < khoang_cach_phai )
{
lenh= lenh_lui_trai; // lùi qua trái
Dieu_khien();
// đưa lệnh tới động cơ
If (Lenh_tam !=lenh_lui_trai)
Delay_ms(time );
}
}
Return;
}
If( khoang_cach_phai < khoang_cach_max || khoang_cach_trai <
khoang_cach_max )
{
If( khoang_cach_phai < khoang_cach_trai )
24
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
{
lenh = lenh_re_trai;
Dieu_khien ();
// rẽ trái
// đưa lệnh tới động cơ
}
Else
If( khoang_cach_trai < khoang_cach_phai)
{
lenh = lenh_re_phai; // rẽ phải
Dieu_khien ();
// đưa lệnh tới động cơ
}
Return;
}
If ( (khoang_cach_trai > khoang_cach_max) && (khoang_cach_phai >
khoang_cach_max ))
{
lenh = lenh_tien;
// điều khiển xe tiến
Dieu_khien (); // đưa lệnh tới động cơ
Return ;
}
}
25
