A吋 ki吋m ch泳ng kh違 p<pi"zƒe"8鵜nh v鵜 vt "x "j逢噂ng c栄a robot trong quá trình di chuy吋n th詠c t院 thì trong lu壱p"x<p"e„"vj詠c hi羽n m瓜t th詠c nghi羽o"pj逢"ucw<
Tqdqv"8逢嬰c b嘘 trí hai lo衣i c違m bi院p"n "Gpeqfgt"x "WYD"ucw"8„"ejq"fk"ejw{吋n theo m瓜t qu悦 8衣q"ejq"vt逢噂c v噂i t嘘e"8瓜 nh医v"8鵜pj."8丑c d英 li羽u c違m bi院n trong quá trình di chuy吋n và áp d映ng gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院p"8吋 quan sát k院t qu違8衣v"8逢嬰c.
So sánh k院t qu違 áp d映ng gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院n b茨ng EKF v噂i tín hi羽u c栄a
Qfqogvt{."WYD"e pi"pj逢"uq"uƒpj"v pj"jk羽u qu違 c栄c"p„"8嘘i v噂i k院t qu違 ch雨 dùng b瓜
l丑e"GMH"8吋 l丑c tín hi羽u UWB. 4.1.4.1. Thông s嘘 c違m bi院n:
a) C違m bi院n UWB (DWM1000): là modul thu phát không dây theo tiêu chu育n IEEE802.15.4-2011, UWB d詠atrên IC DW1000 c栄a Decawave. Modul này cho
(RTLS) v噂k"8瓜 chính xác 10 cm trong nhà, truy隠n thông t嘘e"8瓜 d英 li羽u cao lên
8院n 6,8 Mb/s và ph衣m vi ho衣v"8瓜ng300m.
Hình 10 Modul DWM1000 Thông s嘘 k悦 thu壱t:
‚ S穎 d映ng chip DWM1000 c栄a hãng DecaWaveGiao th泳c: IR-UWB ‚ H厩 tr嬰: 110 Kbps, 850 Kbps & amp; 6.8 Mbps data rate
‚ Có 6 dãy t亥n s嘘: t瑛506"Ij¦"8院n 6.5 Ghz
‚ ;pi"vgp"8逢嬰c tích h嬰p trên module
‚ P<pi"n逢嬰ng truy隠n t違i có th吋 thi院t l壱p t瑛 -57"fDo1OJ¦"8院n -62 dBm/MHz
‚ H厩 tr嬰fwpi"n逢嬰ng gói tin lên t噂i 1023 byte
‚ Ngu欝n ho衣v"8瓜ng: 2.8V - 3.6V.
b) Nguyên lý ho衣v"8瓜ng c栄a c違m bi院n UWB - A鵜nh v鵜 b茨pi"rj逢挨pi"rjƒr"Wnvtc- wideband:
H羽 th嘘pi"8鵜nh v鵜 UWB bao g欝m 1 th飲 tci"fk"8瓜pi"8逢嬰c c嘘8鵜nh trên thân AGV và6"8k吋m neo apejqt"8逢嬰e"8員v"f逢噂i sàn v噂i v鵜 trí c嘘8鵜nh.
- Thu壱t toán zƒe" 8鵜nh th運i gian truy隠n Time of Flight (TOF): Theo
rj逢挨pi"rjƒr"vyq佻yc{"tcpikpi"]39̲."8q"vj運i gian truy隠n (TOF) c栄a các th飲
tci"8院n apejqt."ucw"8„"pj¤p"VQH"x噂i t嘘e"8瓜 ánh sáng (xem t嘘e"8瓜 truy隠n sóng b茨ng t嘘e"8瓜 ánh sáng) thì ta có th吋vjw"8逢嬰c kho違ng cách gi英a các th飲
tag và th飲 anchor. Nguyên t逸c c栄a thu壱v"vqƒp"8逢嬰c th吋 hi羽n trong Hình 11.
Hình 11 Th運i gian truy隠n (TOF) trong rj逢挨pi"rjƒr"vyq佻yc{"tcpikpi. Th飲 tag g荏i tín hi羽u yêu c亥w"8院p"8k吋m neo anchor và ghi l衣i th運i gian hi羽n t衣i Tt10"Ak吋m neo ngay l壱p t泳c tr違 l衣i tín hi羽u ph違n h欝i sau khi nh壱p"8逢嬰c tín hi羽w."ucw"8„"ijk"n衣i th運k"8k吋m Ta1 khi tín hi羽w"8逢嬰c nh壱n và th運k"8k吋m Ta2 khi tín hi羽u ph違n h欝k"8逢嬰c g荏k"8k0"Vj飲 tci"e pi"ijk"n衣i th運i gian nh壱p"8逢嬰c tín hi羽u ph違n h欝i Tt20"Ucw"8„."p„"v pj"vqƒp"ej‒pj"n羽ch th運i gian gi英a Tt1 - Tt2 gi英a lúc g荏i tính hi羽u và nh壱n tín hi羽u c栄a th飲 tci."e pi"pj逢"vj運i gian ph違n h欝i Ta1
- Ta2 c栄c"8k吋m neo. Tính Time of Flight (TOF) theo công th泳c:
劇痛墜捗 噺岫劇痛怠"伐"劇痛態岻 伐 岫劇銚怠"伐"劇銚態岻 に
B荏k"x·"WYD"n "u„pi"8k羽n t瑛 nên có th吋 xem t嘘e"8瓜 truy隠n b茨ng v噂i t嘘e"8瓜
ánh sáng. T瑛8„"vcv pj"8逢嬰c kho違ng cách t瑛 th飲vci"8院p"eƒe"8k吋m neo: S=潔 劇痛墜捗
V噂i c là t嘘e"8瓜 ánh sáng 3.108 m/s.
- Thu壱v"vqƒp"8鵜nh v鵜 trilateral centroid: Ucw"mjk"8q"8逢嬰c kho違ng cách gi英a các gi英a th飲vci"x "eƒe"8k吋m neo anchor, áp d映ng thu壱v"vqƒp"8鵜nh v鵜 trilateral
egpvtqkf"8吋zƒe"8鵜nh v鵜 trí c栄a th飲 tag. Vtqpi"vt逢運ng h嬰r"n#"v逢荏ng, k院t qu違8q"
kho違ng cách là chính xác, 泳ng v噂k"5"x”pi"vt”p."vtqpi"8„"v¤o"n "o厩k"8k吋m neo và bán kính là kho違ng cách t瑛8k吋o"pgq"8院n th飲 tag, ph違i giao nhau t衣i v鵜 trí c栄a th飲. Tuy nhiên, s胤 luôn có sai s嘘 trong th詠c t院, d磯p"8院n ba vòng trong không giao nhau t衣i cùng m瓜v"8k吋o"pj逢"Hình 12.
Hình 12 Thu壱v"vqƒp"8鵜nh v鵜 Trilateral centroid
Vc"e„"eƒe"rj逢挨pi"vt·pj"j·pj"vt”p<
Giao gi英a hình tròn tâm A và hình tròn tâm B: 犯岫捲 伐 捲怠岻態髪 岫検 伐 検怠岻態 噺 鯨怠態 岫捲 伐 捲態岻態髪 岫検 伐 検態岻態 噺 鯨態態 Giao gi英a hình tròn tâm A và hình tròn tâm C: 犯岫捲 伐 捲岫捲 伐 捲怠岻態髪 岫検 伐 検怠岻態 噺 鯨怠態
戴岻態髪 岫検 伐 検戴岻態 噺 鯨戴態 Giao gi英a hình tròn tâm B và hình tròn tâm C: 犯岫捲 伐 捲岫捲 伐 捲態岻態髪 岫検 伐 検態岻態 噺 鯨態態
戴岻態髪 岫検 伐 検戴岻態 噺 鯨戴態
Vtqpi"8„"vc"e„"v丑c"8瓜 c栄c"5"v¤o"8逢運pi"vt”p"v逢挨pi"泳ng là v鵜 trí c栄c"eƒe"8k吋m neo A(捲怠 検怠), B(捲態 検態), C(捲戴 検戴) v噂i bán kính các 8逢運ng tròn S1, S2, S3,
T瑛 8„"vc"ik違k"8逢嬰e"eƒe"rj逢挨pi"vt·pj"x "v·o"8逢嬰e"5"8k吋o"ikcq"v逢挨pi"泳ng c栄a t瑛ng c員r" 8逢運ng tròn v噂i nhau: (xab, yab), (xac, yac), (xbc, ybc). Ta tính toán tr丑ng tâm c栄a tamgiác t衣o t瑛5"8k吋m này s胤v·o"8逢嬰c t丑c"8瓜 c栄a th飲 tag:
(x, y) =岾掴尼弐甜掴弐迩甜掴尼迩 戴 槻尼弐甜槻弐迩甜槻尼迩 戴 ""峇 4.1.4.2. Thông s嘘 robot: BＶng 1: Thông sぐ robot M ej"vj逢噂c bao L455 抜 W381 抜 H237 mm Kh嘘k"n逢嬰ng xe 9 kg Kh違p<pi"v違i 17 kg T嘘e"8瓜 cao nh医t 1,2 m/s Gia t嘘c l噂n nh医t に"Œ œ態 A瓜pi"e挨" PITTMAN GM9236 Hình 13 Robot Pioneer DX3 4.1.4.3. Thông s嘘 qu悦8衣o di chuy吋n:
Robot di chuy吋n theo qu悦8衣o hình zigzag, các kho違ng di chuy吋p"vjgq"rj逢挨pi"z"
là 0.6m, các kho違ng di chuy吋p"vjgq"rj逢挨pi"{"n "30:"o0"X壱n t嘘c khi di chuy吋n là 0.02 m/s. T嘘e"8瓜 góc là 0.3142 rad/s khi robot r胤 t衣i các góc.
Hình 14 Quぶ8Ｔo di chuyあn cてa robot. 4.1.4.4. K院t qu違 áp d映ng gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院n:
Hình 13 cho th医{"t "8員e"vt逢pi"e栄a tín hi羽u c違m bi院n UWB và Encoder. Hai lo衣i c違m bi院n này th吋 hi羽p" 8亥{" 8栄 tính ch医t c栄c" jck" rj逢挨pi" rjƒr" 8鵜nh v鵜 c映c b瓜 Qfqogvt{"x "8鵜nh v鵜 toàn c映c. Tín hi羽p"gpeqfgt"vt挨p"o鵜p." v"fcq"8瓜pi"j挨p"pjk隠u so v噂i tín hi羽u c違m bi院n UWB tuy nhiên b鵜 sai s嘘 c瓜ng d欝p"x "e pi"pi {"e pi"v<pi0"
Tín hi羽w"WYD"vj·"pi逢嬰c l衣i không b鵜 違pj"j逢荏ng nhi隠u b荏i sai s嘘 c瓜ng d欝p"pj逢ng l衣k"fcq"8瓜ng l噂n.
T "t pi"jck"rj逢挨pi"ƒp"8鵜nh v鵜 này mang nh英pi"逢w"pj逢嬰e"8k吋m có th吋 bù tr瑛 cho nhau.
Vjgq"pj逢"m院t qu違 8逢嬰c th吋 hi羽n trong Hình 17 vi羽c áp d映ng gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院n b茨pi"GMH"8«"ejq"tc"sw悦 8衣q"ocpi"8逢嬰e"jck"逢w"8k吋m c栄a odometry và UWB là m鵜p"j挨p." v"dk院p"8瓜pi"j挨p"uq"x噂k"WYD"e pi"pj逢" v"d鵜 vƒe"8瓜ng c栄a sai s嘘
A吋 ki吋m tra tính hi羽u qu違 c栄a gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院n b茨ng EKF, ta ch雨 áp d映ng b瓜 l丑e"GMH"8嘘i v噂i tín hi羽u UWB xem th穎 k院t qu違 hi羽u qu違 ra sao. K院t qu違 quá trình này th吋 hi羽n trong Hình 16.
Hình 16 Kｘt quＶ lがc nhiいu tín hiうu UWB bｊng EKF
Hình 18 So sánh kｘt quＶ fusing sensor giのa UWB vずi Odometry bｊng EKF và kｘt quＶ chえ lがc UWB bｊng EKF
Xét tín hi羽u th詠c t院 c栄a c違m bi院p"WYD"8逢嬰c th吋 hi羽n trong Hình 15 có th吋 tín hi羽u này r医t x医u so v噂i mô ph臼ng. Lý do gây ra v医p"8隠 này là th運i gian l医y m磯u c栄a c違m bi院n UWB hi羽n t衣i là 100 ms l噂p"j挨p"t医t nhi隠u so v噂i c違m bi院n mô ph臼ng là 1ms.
N院u t壱p trung vào xét tính hi羽u qu違 c栄a gi違i thu壱t k院t h嬰p c違m bi院n thì có th吋
th医y trong Hình 17 k院t qu違 fusing sensor gi英a UWB v噂i Odometry b茨ng EKF có kh違 p<pi"8鵜nh v鵜 robot t嘘v"j挨p"xk羽c ch雨 s穎 d映ng UWB hay Odometry. Tín hi羽u k院t h嬰r"o逢嬰t j挨p"v p"jk羽u UWB, ít sai l羽ej"j挨p"uq"x噂i Odometry.
Khi so sánh k院t qu違 fusing sensor gi英a UWB v噂i Odometry b茨ng EKF và k院t qu違 ch雨 l丑c UWB b茨ng EKF trong Hình 18 ta có th吋 nh壱n th医y k院t qu違 fusion t嘘t
j挨p."o逢嬰v"j挨p0