Một phần rất quan trọng và là yếu tố quyết định cho việc đề tài hoàn thành và mô hình chạy ổn định là phải nghiên cứu và tính toán để chọn ra đƣợc những thiết bị để từ đó thiết kế ra đƣợc mô hình thực hiện đúng yêu cầu của đề tài. Trong đề tài “Lập trình Robot 3 bánh di chuyển theo con ngƣời sử dụng cảm biến Kinect” yêu cầu là phải thi công đƣợc một Robot có chức năng di chuyển theo sự chuyển động của con ngƣời. Từ yêu cầu này, việc tính toán thiết kế làm sao để chọn đƣợc một thiết bị theo dõi và đọc đƣợc toạ độ của con ngƣời, một thiết bị để xử lý toàn bộ hoạt động của hệ thống, khối thiết bị kết nối để thực thi hoạt động của Robot và phần quan trọng là những thiết bị cấu hình nên khung Robot.
Vậy cụ thể trong đề tài này việc tính toán và thiết kế bao gồm các phần nhƣ sau: - Thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống.
- Tính toán thiết kế hệ thống. Khối điều khiển. Camera Kinect. Khối chấp hành. Khối cảm biến. Khối công suất. Khối nguồn. - Sơ đồ kết nối toàn hệ thống.
25 MÁY TÍNH KHỐI NGUỒN KHỐI ĐIỀU KHIỂN KHỐI CÔNG SUẤT 2 KHỐI CHẤP HÀNH 2 CẢM BIẾN KINECT ENCODER KHỐI CÔNG SUẤT 1 KHỐI CHẤP HÀNH 1 ENCODER Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống
Chức năng của từng khối:
- Khối nguồn: cung cấp nguồn điện cho các khối điều khiển, khối công suất, khối chấp hành, encoder và camera hoạt động.
- Khối điều khiển: có nhiệm vụ giao tiếp truyền nhận dữ liệu với máy tính thông qua hệ điều hành ROS để điều khiển khối công suất.
- Khối công suất: có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển để thực hiện khuếch đại công suất ngõ ra cho phù hợp để điều khiển động cơ. - Khối chấp hành: thực hiện chuyển động của Robot.
- Encoder: đọc giá trị xung từ khối chấp hành và phản hồi về cho khối điều khiển.
- Camera: nhận biết vị trí con ngƣời để truyền dữ liệu về máy tính xử lý.
- Máy tính: là trung tâm xử lý các tín hiệu để thực hiện điều khiển chung cho cả hệ thống.
Hoạt động của hệ thống: Ở đây máy tính đóng vai trò làm trung tâm điều khiển và giám sát cho cả hệ thống, camera Kinect thu thập dữ liệu vị trí toạ độ của con ngƣời rồi truyền về cho máy tính, thông qua hệ điều hành ROS máy tính sẽ xử lý tín hiệu đó rồi tính toán đƣa ra đƣợc giá trị vận tốc để truyền xuống khối điều khiển, sau khi nhận và xử lý tín hiệu này khối điều khiển sẽ xuất tín hiệu ngõ ra truyền cho khối
26 công suất để thực hiện việc điều khiển khối chấp hành đúng theo yêu cầu đặt ra, còn phần cảm biến Encoder sẽ nhận dữ liệu khối chấp hành trả về khối điều khiển để so sánh giá trị hiện tại với giá trị đặt ra để điều chỉnh cho hợp lí. Sau đó, khối điều khiển sẽ truyền tín hiệu về máy tính để thực hiện giám sát dữ liệu. Và hoạt động này của hệ thống sẽ diễn ra liên tục.