RÔ BỐT TỰ HÀNH slide

Giới thiệu về robot tự hànhMô hình động học của robot tự hànhGiải bài toán tìm đường cho robot tự hànhXây dựng phần mềm mô phỏng

Dẫn nhập

Bà Takisuma 83 tuổi bị đục tinh thể cách

đây mấy năm Hiện giờ bà không nhìn thấy

gì cả Hằng ngày bà ở nhà một mình thi

thoảng có người hàng xóm bên cạnh sang xem bà có cần gi úp gì không Bà nhận biết thế giới xung quanh nhờ đôi tay cho nên

việc đi lại trong nhà gặp rất nhiều khó

khăn Bà mong ước có ? để giúp bà trong công việc đi lại.

?

RÔ BỐT TỰ HÀNH

Liêm Sinh viên thực hiện : Đoàn Nam Thái

Nguyễn Vũ Quang

Lớp KSTN-CTĐT-K46

Nội dung trình bày

 Phần 1:

Giải bài toán tìm đường cục bộ và

toàn cục cho Rô bốt tự hành.

Phần 1

Giới thiệu về robot tự hành

Mô hình động học của robot tự hành Giải bài toán tìm đường cho robot

tự hành

Xây dựng phần mềm mô phỏng

Giới thiệu về Robot tự hành

Robot tự hành (mobots) là một loại xe robot 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 Ứng dụng:

Vận chuyển hàng hóa, vật liệu

Kiểm tra trong môi trường nguy hiểm

Khám phá, do thám

Tham gia quá trình công nghệ

Phục vụ sinh hoạt

Một số hình ảnh về Robot tự hành

Mô hình động học

) (

2 2 1

1 2

s s

s s T

) cos(

x y

y x Y

X

0 ,

=

∆x R D

)) cos(

s s

s s

) cos(

x y

y x

Y X

Bài toán tìm đường

Bài toán cục bộ

Robot tìm đuờng trong môi trường

chưa

biết trước hoặc chỉ biết một phần

Bài toán toàn cục

Robot đã biết trước vị trí và hình dạng vật cản

Đầu vào & đầu ra của bài toán

Môi trường hoạt động phẳng, giới hạn bởi

các bức tường

Các vật cản tĩnh hoàn toàn

Mục đích: robot tự động về tới đích mà

không chạm vật cản

Bài toán tìm đường cục bộ

Robot dùng 3 cảm

biến xác định khoảng

cách tới vật cản

: góc chỉ hướng của robot

: góc hướng về đích tính từ tâm robot

: góc dẫn hướng cho robot tránh vật cản.

:góc dẫn hướng điều khiển chuyển động cho robot.

Khi sensor không phát hiện vật cản ,

(t ϕ t

θ ∗ =

) ( )

Cách ứng xử của robot khi sensor

Cách ứng xử của robot khi sensor

phát hiện vật cản

Khi đang tiến, robot quá

gần vật cản (<DI, DJ,DK)

=> robot lùi lại, quay sang phải

45 độ

Sơ đồ quá trình tìm đường

Kết quả mô phỏng

Bài toán tìm đường toàn cục

Tìm được đường đi tối ưu

Chia môi trường thành các ô lưới

Sử dụng thuật toán lan

truyền khoảng

cách (của Kang và Javis)

Vật cản được giãn bằng bán kính đường tròn bao robot

Robot được thu nhỏ lại thành một điểm

tại tâm, chuyển động qua các tâm ô vuông Đánh dấu các ô có vật cản

Chuyển động của

Thuật toán lan truyền khoảng cách

Xuất phát tại ô đích, lan truyền khoảng

cách ra các ô xung quanh

Mục đích: mỗi ô sẽ chứa khoảng cách ngắn

nhất tới đích

So sánh giá trị khoảng cách của ô với giá trị khoảng cách ô liền kề + khoảng cách giữa chúng

Cập nhật giá trị nhỏ nhất cho ô lưới

Lặp đến khi giá trị khoảng cách không còn thay đổi

Ví dụ của thuật toán

Thuật toán lập đường đi

Bắt đầu ở ô xuất phát

Xét các ô liền kề xem ô nào có giá trị khoảng cách < giá trị khoảng cách của ô xuất phát hay không.

If không có Then kết thúc, không tìm được đường đi

Else {Có đường đi}

Đưa ô xuất phát vào đường đi

Repeat

Xét các ô liền kề để tìm ô có giá trị khoảng cách thấp nhất

Chuyển tới ô liền kề

Đưa ô đó vào đường đi

Until tới ô đích

End

Kết quả mô phỏng

Phần 2

Cấu tạo phần cứng và các phương pháp điều khiển

trong rô bốt tự hành

Cấu tạo phần cứng

Kết cấu cơ khí

Mạch điều khiển rô bốt - - Khối nguồnKhối sensor

- Khối điều khiển

- Khối công suất

- Khối hiển thị

Khối sensor

Nhiệm vụ

Phát hiện vật cản, nếu có vật cản thì báo

cho mạch xử lý trung tâm.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Khối điều khiển

Khối công suất

1 1

1 0

1 5 2 7 9

1 3 6

1 8

Các phương pháp điều khiển

Hoạt động định thời

định thời

chia thành 2 thanh ghi

THx (byte cao) và TLx (byte thấp)

Chế độ định thời nạp lại 8 bit

Chế độ định thời nạp lại 8 bit

đó vào TL và bộ định thời được khởi động.

 Bộ định thời sau khi được khởi động thì bắt đầu đếm tăng bằng cách tăng thanh ghi TL Bộ định thời đếm cho đến khi đạt giá trị tới hạn là FFH Khi quay vòng từ FFH về 00 thì

cờ bộ định thời TF được thiết lập.

 Khi thanh ghi TL quay từ FFH về 00, cờ TF được bật

lên 1 thì thanh ghi TL tự động nạp lại giá trị ban đầu được giữ trong thanh ghi TH.

 Cờ TF được tự xoá và bộ định thời lại bắt đầu một

chu trình mới mà không cần bất kì một sự can thiệp nào

Phương pháp tạo ra xung PWM

255 TH0 ban

đầu

Encoder

Encoder

Phương pháp quét đèn

t=0

Ngắt thứ nhất:

Ngắt thứ 2

Ngắt thứ 3

Ngắt thứ 4

Lưu đồ hoạt động của robot

Xin chân thành cảm ơn

đã theo dõi!