Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và điều khiển robot tự hành dò đường trong mê cung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


ĐỀ TÀI:
Thiết Kế Và Điều Khiển Robot Tự Hành Dò
Đường Trong Mê Cung



GVHD: TS. Nguyễn Minh Tâm
SVTH: Đỗ Trường Giang 08118020
Nguyễn Phước Khánh 08118036



THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2012
www.dienvietnam.vn


TP.HCM
 

  
o0o o0o

  MSSV: 08118020
 MSSV: 08118036
 081180B
Ngành: Công N
1 
Cung

        






4. Ngày hoàn thành:
TPHCM, 2 TPHCM, 

 

TS.  
www.dienvietnam.vn


 

 Giang MSSV: 08118020
 MSSV: 08118036
 081180B
Ngành: Công N
1 
Cung







TPHCM, 2


TS. 
www.dienvietnam.vn


 

  MSSV: 08118020
 MSSV: 08118036

 081180B
Ngành: Công N
1 
Cung
:









www.dienvietnam.vn


Lời Cảm Ơn
   

, hai  




-





 Galaxy
 v  
 
 .





  
www.dienvietnam.vn


Mục lục
Lời Cảm Ơn 8
Chương 1: 15
 15
 15
 15
 16
1.5  16
Chương 2: 17
 17
 17
2.2 Không gian bài toán : 18
2. 19
 19
 19
 20
 22

 23
 25
 25
 27
Chương 3: 28
 28
 28
 30
3.2.1  30
www.dienvietnam.vn


 31
 31
 34
3.3.2 TWI trên AVR: 39
 51
3.4.1  51
 51
 55
 56
Chương 4: 57
 57
 57
 57
 57
 59
Chương 5: 61
 61
5.1  61

 62
Chương 6: 66
 66
 66
 66
Tài liệu tham khảo 67

www.dienvietnam.vn


Danh mục các hình
Hình 2.1 
Hình 2.2 
Hình 3.1 
Hình 3.2 
Hình 3.3 
Hình 3.4 
Hình 3.5 
Hình 3.6 
Hình 3.7
M
Hình 3.8 
Hình 3.9 
Hình 3.10 
Hình 3.11 
Hình 3.12 
Hình 3.13 
Hình 3.14 
Hình 3.15


Hình 3.16

Hình 3.17

Hình 3.18 
Hình 3.19 
Hình 3.20 
Hình 4.1 
Hình 5.1 
Hình 5.2 
www.dienvietnam.vn


Hình 5.3 
Hình 5.4 
Hình 5.5 
Hình 5.6 
Hình 5.7 
Hình 5.8 

www.dienvietnam.vn


Danh mục các bảng

 3.1 
 3.2 
 3.3 

www.dienvietnam.vn


Danh mục các từ viết tắt
ACK: Acknowledgement
ADC: Analog Digital Converter
CPU: Central Processing Unit
DC: Drect Current
IC: Integrated Circuit
LCD: liquid crystal display
RISC: reduced instruction set computer
www.dienvietnam.vn
1. Tổng Quan


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 15

Chương 1:
Tổng Quan
1.1 Đặt vấn đề:
             







     
                

k             


 
, 





obot ngày

1.2 Mục tiêu đề tài:






www.dienvietnam.vn
1. Tổng Quan


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 16

1.3 Giới hạn đề tài:


 
1.4 Nội dung nghiên cứu:



- 


- 
- 

- 
1.5 Nội dung của đề tài:

Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
 

Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình robot tự hành.

ATmega8A, 
Chương 4: Thuật toán điều khiển mô hình robot tự hành.

Chương 5: Kết quả thực nghiệm
                
  
.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển của đề tài.


www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết

GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 17

Chương 2:
Cơ sở lý thuyết


2.1 Tổng quan về trí tuệ nhân tạo:
Trí tuệ nhân tạo là gì?



- .
- .





- 
- 
- 
- 

sau:
- 
- 
- 
- 
- .

Các thành phần cơ bản của trí tuệ nhân tạo:
www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 18

 


- T

- T

- T


- .
-  .
- .
- .


toán.
2.2 Không gian bài toán :
a bài toán 

bài toán. Không gian bài toán  
:
+ S: Ttoán 

+ G: Ttoán 
+ N: Tn 

+ A
toán.


toán 

www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 19

2.3 Chiến lược tìm kiếm :
toán 




2.3.1 Tìm kiếm suy diễn tiến:
 toán 
:
toán.

bài toán 





2.3.2 Chiến lược tìm kiếm suy diễn lùi:

:
toán.
+  




toán 
2.4 Giải thuật tìm kiếm:
toán 

toán
www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 20


qua không gian toán
toán. 

các nút 
u:

 



 

 
Có hai loại giải thuật tìm kiếm cơ bản đó là giải thuật tìm kiếm theo chiều
rộng và giải thuật tìm kiếm theo chiều sâu.
2.4.1 Giải thuật tìm kiếm theo chiều rộng (Breadth_First_Search):





toán h nhãn
2.1.

www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 21

Hình 2.1: Không gian trạng thái của bài toán tìm kiếm theo chiều rộng.
:
A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U.
 
t và
 
sau:
Procedure breadth_first_search
Begin

Open = [Start];
Closed = [ ];

Begin


Else begin




danh sách Open;
end
end;
end.


www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 22

2.4.2 Giải thuật tìm kiếm theo chiều sâu (Depth First Search):




 
:

Hình 2.2: Không gian trạng thái của phương pháp tìm kiếm theo chiều sâu.
toán  

P, U, D, I, Q, J, R.
 
:
Procedure depth_first_search
Begin
Open = [Start];
www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 23

Closed = [ ];

Begin


Else begin




sách Open;
end
end;
end.

2.4.3 Giải thuật tìm kiếm truyền lùi ( Back Tracking search ):

    t tìm



thá
toán. G
:
Function backtracking
Begin
N = [Start];
S = [Start];
D = [ ];
www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 24

C = Start;

Begin



begin

begin
.




end
sách S.
end
Else
begin



sách N.


www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 25

end
end;
end.
2.5 Tìm Kiếm Heuristic:
Heuristic là gì?
toán 
toán 


 

toán oán 
 


ng
tính toán



a nó là h(n)
= 0.
2.5.1 Giải thuật tìm kiếm Best_First_Search:
             
             


                
                 
này
toán 
thái có thông tin heuristic nh

:
Procedure best_first_search
www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 26

Begin
Open = [Start];
Closed = [ ];

Begin
 
danh sách Open.

Else
Begin







 






 
End

www.dienvietnam.vn
2. Cơ sở lý thuyết

GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 27



End;
End.
2.5.2 Hàm đánh giá heuristic:
ông gian bài toán có hai

t 
 hai thành
:
f(n) = h(n) + g(n)



nh




www.dienvietnam.vn
3. Thiết kế phần cứng


GVHD: TS. Nguyn Minh Tâm Trang 28

Chương 3:
Thiết kế và thi công mô hình robot tự hành

         
 
cho Robot.

Hình 3.1: Robot tự hành dò đường trong mê cung đã được thiết kế.
3.1 Tổng quan về phần cứng Robot tự hành.

- .
- .
- 

www.dienvietnam.vn