Nghiên cứu bài toán bám line trên robot di động dạng car-like và differential-steered

Chia sẻ: Mộ Dung Vân Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

bài báo "Nghiên cứu bài toán bám line trên robot di động dạng car-like và differential-steered" tập trung phân tích bài toán bám line của robot di động dạng car-like và differential-steered. Sau đó tiến hành mô phỏng và đánh giá. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu bài toán bám line trên robot di động dạng car-like và differential-steered

NGHIÊN CỨU BÀI TOÁN BÁM LINE TRÊN ROBOT DI ĐỘNG DẠNG CAR-LIKE VÀ DIFFERENTIAL-STEERED Phạm Hà Trung Hậu, Trần Việt Tuấn An, Bùi Văn Hiền* Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: Lê Tấn Sang TÓM TẮT Trong việc điều khiển xe bám theo đường line, có nhiều thông số ảnh hưởng đến sai số như sơ đồ nguyên lý, vận tốc xe, tải trọng xe, bán kính cong của đường line… Và trong bài báo này, chúng tôi sẽ nghiên bài toán bám line của robot di động dạng car-like và differential-steered. Sau đó tiến hành mô phỏng và đánh giá. Từ khóa: điều khiển, điều hướng, dẫn đường, differential-steered, car-like. 1. GIỚI THIỆU AGV là viết tắt của Automation Guided Vehicle, hay còn gọi là Robot AGV, Robot kéo hàng, Robot vận chuyển hàng tự động. Xe tự hành AGV là loại xe kéo hàng chuyên dụng trong các nhà xưởng, nhà máy, khu công nghiệp. Xe tự hành AGV sử dụng các công nghệ dẫn đường để vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu đến những địa điểm đã được đánh dấu sẵn mà không cần đến sự can thiệp của con người. Robot đi động hoạt động trên mặt đất được chia thành nhiều dạng [7]. Thứ nhất là dạng sử dụng chân để di chuyển, ưu điểm là có thể vượt qua các vật cản, các bề mặt gồ ghề hay không gian hẹp. Một số công trình nổi tiếng như robot người máy ASIMO [4] hay robot dạng thú Boston Dynamics’ BigDog [3]. Dạng thứ hai là sử dụng chuyển động quay để di chuyển. Tuy không phù hợp với cách di chuyển tự nhiên của con người, nhưng nhờ tính đơn giản trong điều khiển, Robot sử dụng bánh xe được nghiên cứu rộng rãi và đạt được nhiều thành tựu [1]. Ngoài ra, một số dạng di chuyển khác trên mặt đất được áp dụng cho robot như di chuyển kiểu rắn hay kiểu sâu. Trong các vấn đề liên quan đến robot di động sử dụng bánh xe, thì điều khiển chuyển động bám line luôn là bài toán cơ bản, có vai trò quyết định đến khả năng ứng dụng thực tế của robot. Giải thuật bám line dựa trên tiêu chuẩn lyapunov được giới thiệu mạng lại tính ổn định cao. Thuật toán Fuzzy Logic cũng được áp dụng vào bài toán điều khiển chuyển động cho robot di động [2]. Bên cạnh đó, một giải thuật phổ biến khác là PID cũng được hiệu chỉnh để áp dụng [6]. Nhận thấy cấu trúc xe cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình bám line, nên chúng tôi quyết định lựa chọn chủ đề này. Thực hiện việc nghiên cứu bài toán bám line của robot di động dạng car-like và differential-steered. Sau đó tiến hành mô phỏng và đánh giá. 189
Bài tham luận được chia làm 4 phần. Phần 1 đưa ra giới thiệu về Robot di động và nêu vấn đề, Phần 2 trình bày phương trình động học. Phần 3 tiến hành mô phỏng. Cuối cùng là phần kết luận và hướng phát triển. 2. MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC 2.1 Dạng Car-like Để thực hiện việc điều khiển cho xe bám line tốt hơn, ta tiến hành thiết lập mô hình động học của hệ thống. Hình 1: Mô hình mobile robot dạng car-like Phương trình động học tại điểm M: (8) Mô phỏng bám line dùng Matlab Simulink: 190
Hình 2: Simulink robot dạng car-like 2.2 Dạng differential-steered Mô hình động học: Hình 3: Mô hình mobile robot dạng differential-steered Phương trình động học tại điểm M: (9) Trong đó: 191
(10) Hình 4: Simulink robot dạng differential-steered 3. MÔ PHỎNG BÁM LINE Mô phỏng bám line dùng Matlab Simulink: Hình 5: Simulink bài toán bám line robot dạng car-like 192
Hình 6: Vị trí và sai số robot dạng car-like Hình 7: Simulink bài toán bám line robot dạng differential-steered Hình 8: Vị trí và sai số robot dạng differential-steered 193
Nhận xét: robot dạng car-like tuy có kết cấu phức tạp hơn nhưng xử lý bám line gấp khúc nhanh và hiệu quả hơn so với dạng differential-steered. 4. KẾT LUẬN Bài tham luận đã giới thiệu về bài toán điều khiển bám line cho robot di động dạng car-like và differential-steered. Từ đó, tiến hành mô phỏng. Kết quả cho thấy hai cấu trúc đều có khả năng bám line, nhưng dạng car-like hiệu quả hơn đối với các chỗ gấp khúc. Trong thời gian tới, một số giải thuật bám line khác sẽ được nghiên cứu. Bên cạnh đó, tiến hành chế tạo mô hình thực nghiệm để đánh giá khả năng áp dụng thực tế của giải thuật. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Armour, R.H.; Vincent, J.F. Rolling in nature and robotics: A review. J. Bionic Eng. 2006, 3, 195– 208 2. Benbouabdallah, Karim & Qi-dan, Zhu. (2012). Design of a fuzzy logic controller for a mobile robot tracking a moving target. Proceedings of 2nd International Conference on Computer Science and Network Technology, ICCSNT 2012. 634-638 3. Boston Dynamics. 2019. Available online: https://www.bostondynamics.com/ (accessed on 10 June 2019) 4. Hirose, M., Ogawa K., Honda humanoid robots development. Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 2006, 365, 11–19 5. Karavaev, Y.L.; Kilin, A.A. The dynamics and control of a spherical robot with an internal omniwheel platform. Regul. Chaotic Dyn. 2015, 20, 134–152. 6. Lee, G. H., & Jung, S. (2013). Line Tracking Control of a Two-Wheeled Mobile Robot Using Visual Feedback. International Journal of Advanced Robotic Systems 7. Russo M. and Ceccarelli M., “A Survey on Mechanical Solutions for Hybrid Mobile Robots,” Robotics, vol. 9, no. 2, p. 32, May 2020. 194