Bài toán tìm đường đi bao phủ hoàn chỉnh cho robot

KHOÁ 23 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ THÁI CHÂU NGUYỄN THỊ THÁI CHÂU BÀI TỐN TÌM ĐƯỜNG ĐI BAO PHỦ HỒN CHỈNH CHO ROBOT KHĨA BÀI TỐN TÌM ĐƯỜNG ĐI BAO PHỦ HỒN CHỈNH CHO ROBOT LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHỆ AN, 03/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ THÁI CHÂU BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG ĐI BAO PHỦ HỒN CHỈNH CHO ROBOT Chun ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã số: 60480201 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: TS HOÀNG HỮU VIỆT NGHỆ AN, 03/2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những kết nghiên cứu trình bày luận văn “Bài tốn tìm đường bao phủ hoàn chỉnh cho robot” hoàn toàn trung thực Tôi không vi phạm điều luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Nếu sai, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thị Thái Châu LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian học tập, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời chúc tốt đẹp đến Thầy TS Hoàng Hữu Việt người trực tiếp hướng dẫn em tất lịng chân tình tinh thần trách nhiệm suốt trình viết luận văn Em chân thành cám ơn qu ý Thầy Cô khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Vinh tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian qua Em chân thành cám ơn Thầy Cô Khoa Liên kết Trường Đahi học Kinh tế Công nghiệp Long An, Thầy Cô Phòng Sau đại học Đại học Vinh tạo điều kiện cho em học hồn thành khóa học tiến độ Cuối lời, với lòng trân trọng biết ơn sâu sắc, lần em xin chân thành cám ơn kính chúc q Thầy dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp Long An, ngày 10 tháng 02 năm 2017 TÁCGIẢLUẬNVĂN Nguyễn Thị Thái Châu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG Trang MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÀI TỐN BAO PHỦ HỒN CHỈNH 1.1 Giới thiệu ………………………………………………… 1.2 Hướng tiếp cận phương pháp trực tiếp ………………… 1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ………………………… 1.3.1 Các hướng tiếp cận cho hệ thống đơn robot ………… 1.3.2 Các hướng tiếp cận cho hệ thống đa robot …………… 12 CHƯƠNG PHƯỚNG PHÁP BAO PHỦ TRỰC TIẾP ………………… 16 2.1 Thuật tốn A* ……………………………………………… 16 2.1.1 Mơ tả thuật tốn ……………………………………… 16 2.2.2 Ví dụ thuật toán A* ………………………………… 19 2.2 Thuật toan làm mịn ………………………………………… 23 2.3 Thuật toán bao phủ theo đường cày ………………………… 25 2.3.1 Thuật toán bao phủ theo đường cày ……………… 25 2.3.2 Thuật toán xác định đường quay lui ………………… 26 2.3.3 Thuật tốn ……………………………………… 30 2.4 Thuật toán bao phủ theo đường xoắn ốc …………………… 32 CHƯƠNG CÀI ĐĂT CÁC THUẬT TOÁN …………………………… 34 3.1 Thử nghiệm thuật tóan bao phủ theo đường xoắn ốc ……… 34 3.2 Thử nghiệm thuật toán bao phủ theo đường xoắn ốc ……… 37 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ………………………………… 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………… 42 BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ACO Ant Colony Optimization BFS Breadth First Search BSA Backtracking Spiral Algorithm DFS Depth First Search GA Genetic Algorithm ECD Exact Cellular Decomposition MSTC Multi-robot Spanning Tree Coverage NB-MSTC Non-Backtracking MSTC PS Post Smoothing 10 STC Spanning Tree Coverage 11 SFP Spiral Filling Path 12 TSP Traveling Salesman Problem DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hướng tiếp cận bao phủ trực tiếp ………… Hình 1.2 Phương pháp phân chia đồ thị biểu diễn phân tích ………… Hình 1.3 Ví dụ thuật tốn BSA ………………………………………… 10 Hình 2.1 Đường tìm khơng gian khai phá thuật tốn A* … 16 Hình 2.2 Bản đồ thành phố Romania …………………………………… 19 Hình 2.3 Cây tìm kiếm thuật tốn A* ………………………………… 20 Hình 2.4 (a) lưới mô tả đồ; (b) biểu diễn khơng gian trạng thái ……… 22 Hình 2.5 Đường tìm a) thuật tốn A* b) thuật tốn A*PS 23 Hình 2.6 Minh họa vùng bao phủ theo đường cày …………………… 25 Hình 2.7 Các điểm quay lui chọn cho robot ………………………… 26 Hình 2.8 Khơng gian tìm kiếm thuật tốn A* ………………………… 28 Hình 2.9 Kết thuật tốn bao phủ theo đường cày ……………… 30 Hinh 2.10 Minh họa thuật tốn bao phủ theo đường cày ………………… 31 Hình 3.1 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 33 Hình 3.2 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 34 Hình 3.3 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 35 Hình 3.4 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 36 Hình 3.5 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 37 Hình 3.6 Mơi trường thử nghiệm ……………………………………… 38 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bài tốn bao phủ hồn chỉnh cho robot áp dụng ứng dụng robot lau nhà (cleaning robot), robotắtccỏ (lawn mowing), robot thu hoạch mùa vụ (harvesting), robot tìm kiếm tài nguyên (mine hunting) [1] Bài tốn thực hệ thống đơn robot (single-robot system) hệ thống đa robot (multi-robot system) xem xét tối ưu theo tiêu chuẩn tỷ lệ bao phủ thời gian bao phủ Ở mức cao, tốn bao phủ hồn chỉnh giải theo phương pháp: gián tiếp (offline) trực tiếp (online) Phương pháp gián tiếp tìm đường bao phủ cho robot dựa đồ biết trước vùng làm việc để hợp tất đường bao phủ toàn vùng làm việc Sau robot theo đường xác định để thực nhiệm vụ Phương pháp cho phép xây dựng đường tối ưu khơng hiệu thực tế đồ vùng làm việc thường trước Phương pháp trực tiếp robot tự xây dựng đường bao phủ để thực nhiệm vụ nó, phương pháp phù hợp với ứng dụng thực tế đồ vùng làm việc thường trước Hiện tốn bao phủ hồn chỉnh cho robot nghiên cứu Các công ty Samsung, LG iRobot ãđđưa sản phẩm robot lau nhà Samsung SR8845 [2], LG VR6170LVM [3] iRobot Roomba 880 [4] Các robot cài đặt thuật toán bao phủ dựa đường ngẫu nhiên đường quét theo đường cày (boustrophedon path) đường xoắn ốc (spiral path) Các thuật tốn khơng hiệu chúng bao phủ hồn chỉnh thời gian bao phủ đủ dài Hơn nữa, thuật toán kiểu không khả thi áp dụng cho nhiệm vụ robot cắt cỏ, robot thu hoạch Trong nghiên cứu lý thuyết, toán xây dựng đường bao phủ phát triển phương pháp thu ật toán di truyền (genetic algorithm), phân tích (cellular decomposition), bao phủ (spanning tree coverage), theo đường xoắn ốc (spiral filling paths), thuật toán tối ưu hóa đàn kiến (ant colony optimization algorithm), m ạng nơron (n eural network) Tuy nhiên phương pháp phức tạp khó cài đặt robot để áp dụng cho ứng dụng thực tế Trong luận văn này, nghiên cứu để tìm kiếm giải pháp nhằm cải thiện hiệu thuật tốn có cho hệ thống đơn robot để làm việc môi trường trước Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng qt Nghiên cứu tốn tìm đường bao phủ cho hệ thống đơn robot theo phương pháp bao phủ trực tiếp (online) cài đặt mô số thuật toán nhằm đánh giá hiệu thuật toán 2.2 Mục tiêu cụ thể Đề tài tập trung vào mục tiêu sau: (i) Nghiên cứu tổng quan tốn bao phủ hồn chỉnh cho hệ thống đơn robot đa robot (ii) Nghiên cứu thuật tốn tìm chế quay lui chế bao phủ hoàn chỉnh cho hệ thống đơn robot (iii) Lựa chọn cài đặt số thuật tốn bao phủ hồn chỉnh cho hệ thống đơn robot; so sánh đánh giá hiệu thuật toán theo tiêu chuẩn chiều dài đường bao phủ tỷ lệ bao phủ 32 Điểm khác thuật toán bao phủ trực tuyến theo đường xoắn ốc bao phủ trực truyến theo đường cày chế bao phủ Với lý này, phần giới thiệu chế bao phủ theo đường xoắn ốc mô tả thuật toán 2.5 Thuật toán 2.5 Thuật toán bao phủ vùng theo đường xoắn ốc functionSM(problem, M) returns a covered regionM loop Check the first available direction in the priority of north-east-south-west if(all directions are blocked) then return M Move one step along the available direction Generate the cell s = (x,y,2r) Add the cell s to M Thuật toán 2.5 thực sau Đầu vào thuật toán vùng bao phủ M Nếu robot chưa bao phủ lần M = φ Tại bước lặp, robot kiểm tra hướng theo thứ tự ưu tiên: bắc, đông, nam tây Nếu tất hướng bao phủ có vật cản (gọi vị trí bị blocked), nghĩa robot thực xong đường xoắn ốc, thuật toán trả vùng M bao phủ Ngược lại, robot di chuyển bước theo hướng chưa bao phủ thuật tốn tạo vng bao phủ robot sau bổ sung bao phủ vào vùng bao phủ M 33 CHƯƠNG CÀI ĐẶT CÁC THUẬT TOÁN Chương giới thiệu số kết cài đặt thuật toán bao phủ trực đường cày bao phủ trực đường xoắn ốc so sánh chiều dài đường bao phủ hai thuật toán 3.1 Thử nghiệm thuật tốn bao phủ theo đường cày Chúng tơi thử nghiệm cài đặt thuật toán Matlab phiên 2009b Chúng tơi giả sử robot mơ hình robot điểm ô môi trường làm việc điểm Hình 3.1 mơ tả hai kết thử nghiệm môi trường minh họa chương 2, nhiên vị trí xuất phải robo t thay đổi vùng làm việc thay xuất phát góc Ở vị trí hình 3.1(a), robot cần thực đường cày với chiều dài 314.82 để bao phủ hoàn chỉnh vùng làm việc Ở vị trí hình 3.1(b) robot cần thực đường cày với chiều dài 320.72 để bao phủ hoàn chỉnh vùng làm việc 5 5 5 5 5 5 5 5 R5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 S1 1 1 2 2 1 1 2 2 2 3 3 3 2 2 3 3 2 2 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 R6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 3 3 5 5 3 3 5 5 5 5 3 3 5 5 3 3 5 5 3 3 4 5 4 4 5 4 4 5 4 4 5 4 4 5 5 5 4 4 4 5 4 4 4 5 5 4 4 4 (a) (b) Hình 3.1 Mơi trường thử nghiệm 3 3 3 3 3 3 3 2 2 1 S1 2 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 3 3 3 3 3 3 34 Hai thử nghiệm thực môi trường rộng vật cản môi trường phức tạp Với môi trường thử nghiệm hình 3.2, robot cần thực 11 đường cày với chiều dài 745.01 để bao phủ hoàn chỉnh toàn vùng làm việc Với mơi trường thử nghiệm hình 3.3, robot cần thực 13 đường cày với chiều dài 782.28 để bao phủ hoàn chỉnh vùng làm việc 9 9 9 9 9 9 9 9 9 11 11 11 11 11 11 R11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S1 1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1 1 1 1 1 1 8 11 11 11 11 11 11 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 11 11 11 11 11 11 11 11 1 1 1 7 7 7 7 7 7 1 1 1 7 7 7 7 7 7 1 1 1 7 7 7 7 7 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 10 2 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 2 2 2 10 10 10 10 3 10 10 10 10 3 10 10 10 10 3 10 10 10 10 3 3 3 5 3 3 5 5 3 5 3 5 3 5 3 3 5 3 3 5 3 3 5 3 3 5 3 5 3 5 4 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 Hình 3.2 Môi trường thử nghiệm 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 35 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 8 8 8 8 8 8 13 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 13 13 13 13 13 13 13 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13R13 9 9 9 9 9 8 8 11 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 4 4 4 4 4 4 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4 4 3 3 3 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 S1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Hình 3.3 Mơi trường thử nghiệm Từ số thử nghiệm với lý thuyết mô tả chương 2, số nhận xét thuật tốn bao phủ hồn chỉnh đường cày bao gồm: - Với vị trí xuất phát, robot ln bao phủ hồn chỉnh vùng làm việc Điều tồn vùng chưa bảo phủ chắn vùng phải tiếp giáp với vùng bao phủ tồn điểm quay lui Do robot đến vùng bao chưa bao phủ để thực nhiệm vụ bao phủ khơng cịn điểm quay lui 36 - Chiều dài đường bao phủ phụ thuộc vào vị trí xuất phát robot Điều số lượng đường cày phụ thuộc vào vị trí xuất phát số đường cày nhiều số đường quay lui nhiều kéo dài đường bao phủ 3.2.Thử nghiệm thuật toán bao phủ theo đường xoắn ốc Phần sử dụng mơi trường thử nghiệm cho thuật tốn bao phủ trực đường cày Chúng giả sử robot mơ hình robot điểm ô môi trường làm việc điểm Hình 3.4 mơ tả hai kết thử nghiệm mơi trường minh họa hình 3.1 Ở vị trí hình 3.4(a), robot cần thực đường xoắn ốc với chiều dài 305.07 để bao phủ hồn chỉnh vùng làm việc Ở vị trí hình 3.4(b) robot thực đường xoắn ốc với chiều dài 315.07để bao phủ hoàn chỉnh vùng làm việc b) a) Hình 3.4 Mơi trường thử nghiệm 37 Hình 3.5 mơ ảt kết thử nghiệm mơi trường minh họa hình 3.2 Robot cần thực 11 đường xoắn ốc với chiều dài 727.45để bao phủ hồn chỉnh mơi trường làm việc 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 S1 1 1 1 1 2 2 11 111 12 222 12 222 12 282 11 12 282 22 22 282 22 22 282 77 2 77 3 77 6 77 77 77 6 77 77 77 77 77 33 22 22 235 11 11 233 2 1 1 1111 1 112 1 112 1 1 112 1 1 112 2 2 112 11111111 R11112 1111111111112 22 22 222 11 11 111 1 1 1 2 6 6 6 1 2 6 6 6 1 2 6 6 6 1 1 1 2 3 6 6 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 2 2 4 3 6 6 3 6 6 1 1 1 1 2 2 1 3 1 3 6 6 1 1 3 6 6 2 2 2 3 1 11 111 22 222 2 2 22 222 44 444 99 994 3 33 334 34 34 3 34 34 34 34 34 33 334 5 33 333 3 32 222 32 111 32 32 32 111 32 222 3 3 10 3 10101010103 33 333 22 222 11 111 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 Hình 3.5 Mơi trường thử nghiệm Hình 3.6 mơ ảt kết thử nghiệm môi trường minh họa hình 3.3 Robot cần thực 12 đường xoắn ốc với chiều dài 758.21để bao phủ hoàn chỉnh môi trường làm việc 38 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111 11 111 11 111 11 111 11 111 11 111 11 1 111111111111111111 2 22 222 22 44 444 44 4 101010101010 5 44 444 45 22 222 45 45 1212121212 12 1212121212 1212121212 1212121212 1212 R121212 1212121212 1212121212 45 22 222 45 44 444 45 44 444 44 44 444 44 22 222 22 4 111 11 111 12 1 111 11 111 11 111 11 111 11 1 1 5 9 9 1 4 6 9 9 8 8 4 4 1 8 8 8 4 1 1 1 4 4 7 7 7 7 7 7 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 3 3 3 111 11 11 111 11 11 111 11 11 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Hình 3.6 Mơi trường thử nghiệm Bảng 3.1 đưa chiều dài đường bao phủ thử nghiệm trình bày Các thử nghiệm thuật toán bao phủ theo đường xoắn ốc đạt đường bao phủ ngắn thuật toán bao phủ theo đường cày Thuật toán Thuật toán bao phủ theo đường cày Thuật toán bao phủ theo đường xoắn ốc Thử nghiệm Thử nghiệm Thử nghiệm Thử nghiệm 314.82 320.72 745.01 782.28 305.07 315.07 727.45 758.21 Bảng 3.1 So sánh chiều dài đường bao phủ thuật toán 39 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Sau thời gian thực luận văn, với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, luận văn thực theo đề cương phê duyệt Bản thân tự đánh giá thu số kết sau: a) Về mặt lý thuyết - Hiểu biết hướng tiếp cận giải tốn bao phủ hồn chỉnh cho robot - Nghiên cứu áp dụng thuật tốn tìm đường ngắn điểm để làm sở cho toán quay lui robot - Hiểu thuật toán bao phủ hồn chỉnh theo đường cày thuật tốn bao phủ hoàn chỉnh theo đường xoắn ốc - Nắm vững ngơn ngữ lập trình Matlab để cài đặt thuật tốn b) Về thực nghiệm - Lập trình cài đặt thử nghiệm thuật tốn nhằm mơ q trình thực robot máy tính Kiến nghị hướng phát triển Từ kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, thu nhận kiến thức hữu ích thuật tốn bao phủ hồn chỉnh Tuy nhiên chúng tơi nh ận thấy nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu nhưphương pháp để cài đặt thuật toán cho robot thực, so sánh hiệu thuật toán bao phủ trực tuyến theo đường cày đường xoắn ốc với thuật toán khác, mở rộng thuật toán cho toán bao phủ hoàn chỉnh đa robot 40 Trong thời gian thực luận văn, với nỗ lực t hân giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, luận văn thực theo nhiệm vụ giao thời hạn theo yêu cầu Tuy nhiên với thân, đề tài khó, tránh khỏi khiếm khuyết mong Q Thầy, Cơ bạn góp ý để tơi hồn thiện hướng nghiên cứu tương lai Một lần tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Thầy, Cô giáo khoa Công nghệ Thông tin - Trường Đại học Vinh truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm giúp đỡ trình học tập Đặc biệt tơi xin chân thành cảm ơn tới TS Hoàng Hữu Việt hướng dẫn tận tình Thầy, Cơ phản biện đóng góp ý kiến quý báu để luận văn hoàn thành 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Choset, H.: Coverage for robotics - a survey of recent results Annals of Mathematics and Artificial Intelligence 31(1-4), 113–126 (2001) [2].http://www.samsung.com/levant/consumer/home-appliances/vacuumcleaner/robot [3].http://www.lg.com/in/vacuum-cleaners/lg-VR6170LVM [4].http://store.irobot.com/product/index.jsp?productId=28516906 [5] Dlouhy, M., Brabec, F., Svestka, P.: A genetic approach to the cleaning path planning problem In Proceedings of the 16th European Workshop on Computational Geometry Eilat, Israel (2000) [6] Jimenez, P A., Shirinzadeh, B., Nicholson, A., Alici, G.: Optimal area covering using genetic algorithms In: Proceedings of the 2007 IEEE /ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, pp 1–5, Zurich, (2007) [7] Kapanoglu, M., Ozkan, M., Yazc, A., Parlaktuna, O.: Pattern-based genetic algorithm approach to coverage path planning for mobile robots Lecture Notes in Computer Science, 5544(1), 33–42 (2009) [8] Ryerson, A., Zhang, Q.: Vehicle path planning for complete field coverage using genetic algorithms Agricultural Engineering International, 11(1), 1– 11(2007) [9] Choset, H.: Coverage of known spaces: The boustrophedon cellular decomposition Autonomous Robots 9(1), 247253 (2000) 42 [10] Choset, H., Pignon, P.: Coverage path planning: The boustrophedon cellular decomposition In: Proceedings of the International Conference on Field and Service Robotics Canberra, Australia, Dec (1997) [11] Acar, E.U., Choset, H., Rizzi, A.A., Atkar, P.N., Hull, D.: Morse decompositions for coverage tasks International Journal of Robotics Research 21(4), 331–344 (2002) [12] Mannadiar, R., Rekleitis, I.: Optimal coverage of a known arbitrary environment In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 5525–5530 Anchorage, Alaska, USA (2010) [13] Gabriely, Y., Rimon, E.: Spanning-tree based coverage of continuous areas by a mobile robot Annals of Mathematics and Artificial Intelligence 31(4), 77–98 (2001) [14] Gabriely, Y., Rimon, E.: Spiral-STC: an on-line coverage algorithm of grid environments by a mobile robot In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 954–960 Washington, DC, USA (2002) [15] Gonzlez, E., Aristizbal, P.T., Alarcn, M.A.: Backtracking spiral algorithm: A mobile robot region filling strategy In: Proceeding of the 2002 International Symposium on Robotics and Automation, pp 261–266 Toluca, Mexico (2002) [16] Gonzlez, E., lvarez, O., Daz, Y., Parra, C., Bustacara, C.: BSA: A complete coverage algorithm In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 2040–2044 Barcelona, Spain (2005) 43 [17] Choi, Y.-H., Lee, T.-K., Baek, S.-H., Oh, S.-Y.: Online complete coverage path planning for mobile robots based on linked spiral paths using constrained inverse distance transform In: Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp 5788–5793, St Louis, USA,(2009) [18] Koenig, S., Liu, Y.: Terrain coverage with ant robots: A simulation study In: Proceedings of the International Conference on Autonomous Agents, pp 600–607 Montreal, Quebec, Canada (2001) [19] Chibin, Z., Xingsong,W., Yong, D.: Complete coverage path planning based on ant colony algorithm In: Proceedings of the 15th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, pp 357–361 Auckland, New-Zealand (2008) [20] Palacn, J., Palleja, T., Valgan, I., Pernia, R., Roca, J.: Measuring coverage performances of a floor cleaning mobile robot using a vision system In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 4236–4241 Barcelona, Spain (2005) [21] Palleja, T., Tresanchez, M., Teixido, M., Palacin, J.: Modeling floorcleaning coverage performances of some domestic mobile robots in a reduced scenario Robotics and Autonomous Systems 58(1), 37–45 (2010) [22] [25] Oh, J.S., Choi, Y.H., Park, J.B., Zheng, Y.F.: Complete coverage navigation of cleaning robots using triangular-cell-based map IEEE Transactions on Industrial Electronics 51(3), 718–726 (2004) [23] Wong, S.: Qualitative Topological Coverage of Unknown Environments by Mobile Robots PhD dissertation, the University of Auckland, New Zealand (2006) 44 [24] Wong, S C., MacDonald, B A.: A topological coverage algorithm for mobile robots In: Proceedings of the International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp 1685–1690, 2003 [25] Hoang Huu Viet, Viet-Hung Dang, Md Nasir Uddin Laskar, TaeChoong Chung, BA*: An Online Complete Coverage Algorithm for Cleaning Robots, Applied Intelligence, 39(2), 217–235(2013) [26] Hoang Huu Viet, Viet-Hung Dang, SeungYoon Choi, TaeChoong Chung, BoB: An online coverage approach for multi-robot systems, Applied Intelligence, 2014, DOI: 10.1007/s10489-014-0547-8 [27] Lee, J.H., Choi, J.S., Lee, B.H., Lee, K.W.: Complete coverage path planning for cleaning task using multiple robots In: Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, pp 3618– 3622 San Antonio, TX, USA (2009) [28] Guruprasad, K., Wilson, Z., Dasgupta, P.: Complete coverage of an initially unknown environment by multiple robots using voronoi partition In: Proceedings of the 2nd International Conference on Adcances in Control and Optimization of Dynamical Systems Bengaluru, India (2012) [29] Min, T.W., Yin, H.K.: A decentralized approach for cooperative sweeping by multiple mobile robots In: Proceedings of the 1998 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp 380–385 Victoria, B.C., Canada (1998) [30] Jager, M., Nebel, B.: Dynamic decentralized area partitioning for cooperating cleaning robots In: Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 3577–3582 Washington, DC, USA (2002) 45 [31] Ahmadi, M., Stone, P.: A multi-robot system for continuous area sweeping tasks In: Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 1724–1729 Orlando, Florida, USA (2006) [32] Hazon, N., Kaminka, G.A.: Redundancy, efficiency and robustness in multi-robot coverage In: Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 735–741 Barcelona, Spain (2005) [33] Hazon, N., Kaminka, G.A.: On redundancy, efficiency, and robustness in coverage for multiple robots Robotics and Autonomous Systems 56(1), 1102–1114 (2008) [34] Agmon, N., Hazon, N., Kaminka, G.A.: Constructing spanning trees for efficient multi-robot coverage In: Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 1698–1703 Orlando, Florida, USA (2006) [35] Agmon, N., Hazon, N., Kaminka, G.A.: The giving tree: constructing trees for efficient offline and online multi-robot coverage Journal of Ann Math Artif Intell 52(1), 143–168 (2008) [36] Hazon, N., Mieli, F., Kaminka, G.A.: Towards robust on-line multi-robot coverage In: Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 1710–1715 Orlando, Florida, USA (2006) [37] Rekleitis, I., Lee-Shue, V., New, A.P., Choset, H.: Limited communication, multi-robot team based coverage In: Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 3462– 3468 New Orleans, LA, USA (2004) 46 [38] Rekleitis, I., New, A.P., Rankin, E.S., Choset, H.: Efficient boustrophedon multi-robot coverage: an algorithmic approach Journal of Ann Math Artif Intell 52(1), 109–142 (2008) [39] Gerlein, E., Gonzalez, E.: Multirobot Cooperative Model applied to Coverage of Unknown Regions, Multi-Robot Systems, Trends and Development InTech, Dr Toshiyuki Yasuda (Ed.) (2011) [40] Kong, C.S., Peng, N.A., Rekleitis, I.: Distributed coverage with multirobot system In: Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 2423–2429 Orlando, Florida, USA (2006) [41] Koenig, S., Szymanski, B., Liu, Y.: Efficient and inefficient ant coverage methods Annals of Mathematics and Artificial Intelligence 31(1), 41–76 (2001) [42] Svennebring, J., Koenig, S.: Trail-laying robots for robust terrain coverage In: Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 75–82 Taipei, Taiwan (2003) [43] Svennebring, J., Koenig, S.: Building terrain-covering ant robots: A feasibility study Autonomous Robots 16(1), 313–332 (2004) [44] Botea A, Müller M, Schaeffer Near optimal hierarchicalpath-finding J Game Dev 1(1):7–28, 2004 [45] Nash A, Daniel K, Koenig S, Felner A (2007) Theta*: any-angle path planning on grids In: Proceedings of the AAAI conference on artificial intelligence, Vancouver, Canada, pp 1177–1183 [46] Stuart Russell, Peter Norvig Artificial Intelligence A modern approach 3rd ed Prentice Hall, 2009 ... đặt số thuật toán cho toán cho tốn tìm đường bao phủ cho Robot đồ lưới hóa; so sánh, đánh giá hiệu đường bao phủ cho thuật toán 3.2 Phạm vi nghiên cứu Bài tốn tìm? ?ường bao phủ cho robot thực hệ... bao phủ hồn chỉnh cho hệ thống đơn robot đa robot (ii) Nghiên cứu thuật toán tìm chế quay lui chế bao phủ hoàn chỉnh cho hệ thống đơn robot (iii) Lựa chọn cài đặt số thuật toán bao phủ hoàn chỉnh. .. pháp tìm đường hai đi? ??m để làm sở cho chế tìm đường quay lui robot hai phương pháp bao phủ trực tiếp cho robot bao phủ theo đường cày bao phủ theo đường xoắn ốc Chương 3: Cài đặt đánh giá thuật toán