Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả định vị và dẫn đường robot di động trong môi trường không biết trước

„I HÅC QUÈC GIA H€ NËI<br /> <br /> TR×ÍNG „I HÅC CÆNG NGH›<br /> <br /> Nguy¹n Thà Thanh V¥n<br /> NGHI–N CÙU N…NG CAO HI›U QUƒ ÀNH VÀ V€ DˆN<br /> ×ÍNG ROBOT DI ËNG TRONG MÆI TR×ÍNG<br /> KHÆNG BI˜T TR×ÎC<br /> <br /> Chuy¶n ng nh: Kÿ thuªt i»n tû<br /> M¢ sè: 62 52 02 03<br /> <br /> LUŠN N TI˜N Sž NG€NH CÆNG NGH› Kß THUŠT I›N TÛ,<br /> TRUY—N THÆNG<br /> NG×ÍI H×ÎNG DˆN KHOA HÅC:<br /> 1. PGS.TS. Tr¦n Quang Vinh<br /> 2. TS. L¶ Vô H <br /> <br /> H  Nëi - 2017<br /> <br /> LÍI CAM OAN<br /> Tæi xin cam oan luªn ¡n n y l  cæng tr¼nh nghi¶n cùu cõa tæi, ch÷a ÷ñc xu§t<br /> b£n t¤i b§t ký nìi n o. Måi nguçn thæng tin tham kh£o sû döng trong luªn ¡n<br /> ·u ÷ñc tr½ch d¨n ¦y õ.<br /> T¡c gi£<br /> <br /> Nguy¹n Thà Thanh V¥n<br /> <br /> i<br /> <br /> LÍI CƒM ÌN<br /> Luªn ¡n n y ÷ñc ho n th nh vîi sü gióp ï cõa nhi·u ng÷íi.<br /> Líi ¦u ti¶n, tæi xin gûi líi c£m ìn s¥u s­c ¸n Phâ gi¡o s÷, ti¸n s¾ Tr¦n<br /> Quang Vinh v  Ti¸n s¾ L¶ Vô H , l  nhúng ng÷íi Th¦y ¢ trüc ti¸p h÷îng d¨n,<br /> hé trñ v  ëng vi¶n tæi trong qu¡ tr¼nh nghi¶n cùu.<br /> Tæi xin gûi líi c£m ìn ch¥n th nh tîi Ti¸n s¾ Phòng M¤nh D÷ìng, çng<br /> nghi»p còng nhâm nghi¶n cùu, ¢ câ nhúng hé trñ trong qu¡ tr¼nh thüc hi»n<br /> thüc nghi»m v  xu§t b£n c¡c cæng tr¼nh cæng bè.<br /> Tæi công xin gûi líi c£m ìn ch¥n th nh tîi nhúng Th¦y, Cæ, çng nghi»p<br /> cõa Khoa i»n tû - Vi¹n thæng, ¤i håc Cæng ngh», ¤i håc Quèc Gia H  Nëi<br /> ¢ hé trñ, t¤o i·u ki»n v  ëng vi¶n tæi r§t nhi·u trong thíi gian vøa gi£ng d¤y<br /> vøa nghi¶n cùu t¤i Khoa.<br /> Cuèi còng, xin gûi tîi nhúng ng÷íi th¥n y¶u cõa gia ¼nh tæi vîi t§m láng<br /> bi¸t ìn s¥u s­c, luæn luæn hé trñ ëng vi¶n º tæi câ thº ho n th nh ÷ñc luªn<br /> ¡n n y.<br /> <br /> ii<br /> <br /> MÖC LÖC<br /> <br /> Trang phö b¼a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 1<br /> <br /> Líi cam oan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> i<br /> <br /> Líi c£m ìn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> ii<br /> <br /> Möc löc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> iii<br /> <br /> Danh möc c¡c kþ hi»u v  chú vi¸t t­t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> vi<br /> <br /> Danh möc c¡c b£ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> xiii<br /> <br /> Danh möc c¡c h¼nh v³, ç thà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> xiv<br /> <br /> MÐ †U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> xvii<br /> <br /> Ch÷ìng 1. TÊNG QUAN ROBOT DI ËNG . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1.1. Giîi thi»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1.2. H» thèng robot di ëng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1.3. ành và . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1.3.1. ành và t÷ìng èi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 3<br /> <br /> 1.3.2. ành và tuy»t èi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 4<br /> <br /> 1.3.3. Têng hñp dú li»u c£m bi¸n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 5<br /> <br /> iii<br /> <br /> 1.3.4. Nhªn x²t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 8<br /> <br /> 1.4. D¨n ÷íng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 9<br /> <br /> 1.4.1. Lªp k¸ ho¤ch ÷íng i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 9<br /> <br /> 1.4.2. Tr¡nh vªt c£n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 10<br /> <br /> 1.4.3. C§u tróc d¨n ÷íng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 10<br /> <br /> 1.4.4. C§u tróc h nh vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 11<br /> <br /> 1.4.5. Nhªn x²t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 17<br /> <br /> 1.5. Kÿ thuªt i·u khiºn robot di ëng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 18<br /> <br /> 1.5.1. i·u khiºn mí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 18<br /> <br /> 1.5.2. M¤ng nìron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 21<br /> <br /> 1.5.3. Quy¸t ành tèi ÷u a möc ti¶u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 24<br /> <br /> 1.6. Robot di ëng hai b¡nh vi sai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 26<br /> <br /> 1.6.1. Ho¤t ëng vi sai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 26<br /> <br /> 1.6.2. Mæ h¼nh ëng håc thuªn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 28<br /> <br /> 1.6.3. Kh£ n«ng i·u khiºn v  quan s¡t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 30<br /> <br /> 1.7. T¼nh h¼nh nghi¶n cùu trong v  ngo i n÷îc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 32<br /> <br /> 1.8. K¸t luªn ch÷ìng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 34<br /> <br /> Ch÷ìng 2. ÀNH VÀ SÛ DÖNG BË LÅC KALMAN NÌRON MÍ<br /> 35<br /> 2.1. Giîi thi»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 35<br /> <br /> 2.2. Bë låc Kalman mð rëng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 35<br /> <br /> 2.3. Bë låc Kalman Nìron Mí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 37<br /> <br /> 2.3.1. Cì sð i·u ch¿nh ma trªn R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 37<br /> <br /> 2.3.2. M¤ng nìron mí i·u ch¿nh Rk (j, j) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 38<br /> <br /> 2.4. H» thèng ành và robot di ëng sû döng FNN-EKF . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 42<br /> <br /> 2.4.1. Mæ h¼nh h» thèng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 42<br /> <br /> 2.4.2. Mæ phäng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 43<br /> <br /> iv<br /> <br />