Thuật toán tránh vật cản cho Robot dựa trên cải tiến kỹ thuật Elastic Strips

Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> THUẬT TOÁN TRÁNH VẬT CẢN CHO ROBOT DỰA TRÊN<br /> CẢI TIẾN KỸ THUẬT ELASTIC STRIPS<br /> Nông Minh Ngọc*1, Phạm Đình Lâm1, Đỗ Năng Toàn2<br /> Tóm tắt: Bài báo trình bày về một phương pháp tránh vật cản được kế thừa và<br /> cải tiến từ phương pháp Elastic strips cho mobile robot. Thuật toán Elastic strips<br /> nguyên gốc dựa trên việc tính toán quỹ đạo di chuyển của mobile robot và cập nhật<br /> quỹ đạo mới theo thời gian thực dựa trên lý thuyết về trường lực nhân tạo (Artificial<br /> Potential Field) được đề xuất bởi O. Khatib. Mobile robot sẽ di chuyển từ vị trí ban<br /> đầu đến điểm đích được xác định trước đó, trong suốt hành trình di chuyển, dựa<br /> trên hệ thống cảm biến để phát hiện vật cản, thuật toán được áp dụng và tính toán<br /> cập nhật vị trí kế tiếp cho robot tại từng thời điểm cụ thể.<br /> Từ khóa: Collision avoidance, Avoidance obstacle, Elastic strips, Mobile robot.<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Ngày nay, công nghệ robot ngày càng được áp dụng và phục vụ phổ biến trong sản<br /> xuất và trong cuộc sống hàng ngày. Robot đã có một vị trí quan trọng khó có thể thay thế<br /> được, thay thế con người trong các công việc nguy hiểm, môi trường độc hại và hơn thế<br /> nữa. Lĩnh vực robotic ngày càng chiếm được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu khoa<br /> học, nghiên cứu xã hội, trong đó việc nghiên cứu công nghệ robot đang là một hướng<br /> nghiên cứu hoàn toàn phù hợp trong xã hội hiện đại, và công nghệ toàn cầu phát triển.<br /> Cùng với sự phát triển của công nghệ robot, các chức năng và yêu cầu về hệ thống cảm<br /> biến, các thuật toán áp dụng cho robot vượt vật cản, cảnh báo các va chạm đối với các đối<br /> tượng, môi trường hoạt động của robot đã và đang được đề ra và đòi hỏi sự chính xác<br /> nhằm đảm bảo các hoạt động của robot gần nhất, chính xác nhất đối với các hoạt động của<br /> con người trong thực tại.<br /> Bởi vậy, tránh va chạm hay cảnh báo va chạm của robot đã và đang là một trong những<br /> vấn đề quan trọng được nghiên cứu và áp dụng thành công cho các mobile robot, robot tay<br /> máy. Hầu hết mọi robot đều phải được trang bị tính năng phát hiện, xử lý và né tránh va<br /> chạm đối với các đối tượng, môi trường hoạt động của mình, hệ thống này giúp cho robot<br /> phát hiện vật cản, ngăn chặn các va chạm đáng tiếc có thể xảy ra. Để thực hiện được việc<br /> này, ngoài việc trang bị hệ thống cảm biến (quang học, laser, hình ảnh…) thì việc cài đặt<br /> và thực hiện các thuật toán phát hiện và tránh va chạm là một trong những cách thức giúp<br /> cho robot lựa chọn và đưa ra các quyết định trong các tình huống được cảnh báo về va<br /> chạm trong quá trình hoạt động của mình. Trong đó, các yêu cầu về tính chính xác, tính ổn<br /> định, tính thời gian thực và đảm bảo các yêu cầu về mặt tính toán của các thuật toán này<br /> chiếm vai trò quan trọng.<br /> Trong những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu về vượt vật cản theo thời gian thực<br /> được đề xuất, các nghiên cứu này tập trung vào việc phát hiện các vật cản (thông qua hệ<br /> thống cảm biến); tính toán các giá trị về khoảng cách, vị trí của vật cản; tính toán vị trí và<br /> thay đổi quỹ đạo di chuyển theo thời gian thực đảm bảo không xảy ra va chạm hay tắc<br /> nghẽn trong quá trình di chuyển.<br /> Phương pháp chia lưới xác định (Certainty grid) được đề xuất bởi P. Moravec [1],<br /> phương pháp này biểu diễn vùng hoạt động của robot bằng một mảng hai chiều các phần<br /> <br /> <br /> <br /> 92 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> tử hình vuông, gọi là các cell. Mỗi cell chứa một giá trị xác định (Certainty value) gọi là<br /> CV thể hiện mức độ đáng tin cậy rằng có vật cản xuất hiện trong cell đó. Giá trị của CV là<br /> khoảng cách đo hướng tâm đến vật cản gần nhất nhằm trong phạm vi hình nón được xác<br /> định thông qua hệ thống cảm biến siêu âm.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Phương pháp chia lưới xác định.<br /> Hạn chế của phương pháp này là việc sử dụng hàm xác suất cập nhật giá trị CV của<br /> lưới xác định, đồng thời giá trị CV của các cell gần trục, gần biên sẽ không đúng với thực<br /> tế, đồng thời có nhiều vấn đề đã xảy ra trong việc tính toán khoảng cách của các vật cản<br /> dẫn đến việc giá trị sai lệch của các giá trị các định CV.<br /> Phương pháp trường lực nhân tạo-Artificial Potential Field (APF) là ý tưởng được đề<br /> xuất bởi O.Khatib [2], trong đó robot di chuyển trong một trường lực nhân tạo được tạo ra<br /> bởi các vector lực từ (lực phản, lực ngẫu nhiên, lực hấp dẫn) các vật cản và vị trí đích.<br /> APF là vector tổng hợp lực của các lực đối với vật cản (lực phản) và lực hướng đích (lực<br /> kéo). Thông qua vector tổng hợp lực này, vị trí mới của robot sẽ được tính toán và quá<br /> trình đó được lặp đi lặp lại cho đến khi robot đến được vị trí đích.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Phương pháp Artificial Potential Field.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 93<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> Mở rộng đề xuất của O.Khatib về lý thuyết trường lực nhân tạo APF, một số tác giả đã<br /> phát triển nâng cấp và ứng dụng lý thuyết này nhằm giải quyết các bài toán vượt vật cản<br /> cho robot như: Krogh và Thorpe [10] cũng đã đề nghị một phương pháp kết hợp cho việc<br /> lập quỹ đạo chuyển động toàn cục hay cục bộ cho robot theo hướng tiếp cận khái quát hóa<br /> trường tiềm năng- “Generalized Potential Field”.<br /> Các cách tiếp cận trên đều có những cải tiến đáng kể, nhưng thuần túy dựa trên lý<br /> thuyết mà không được cài đặt cho robot với dữ liệu cảm biến thực sự. Bởi vậy, Brooks<br /> [8,9] và Arkin [1] đã tiến hành cài đặt phương pháp này cho một mobile robot (được trang<br /> bị một hệ thống cảm biến siêu âm xung quanh). Việc cài đặt của Brooks bằng cách xử lý,<br /> đọc từng tín hiệu của cảm biến siêu âm và tính toán các vector lực đẩy nếu có của các vật<br /> cản. Nếu như tổng hợp các vector lực đẩy đó vượt qua một ngưỡng nhất định, robot dừng<br /> lại, chuyển hướng di chuyển trùng với hướng của lực tổng hợp và di chuyển tiếp.<br /> Tác giả O. Khatib [2, 3, 11, 12] đã đề xuất một phương pháp vượt vật cản cho mobile<br /> robot đó là “Dải đàn hồi- Elastic strips”, ý tưởng đề ra đó là việc xác định robot di chuyển<br /> từ vị trí xuất phát đến điểm đích trên một quỹ đạo cố định và trong quá trình di chuyển,<br /> robot sẽ gặp các vật cản và lúc này quỹ đạo của robot được thay đổi theo lý thuyết của một<br /> dải dây đàn hồi. Khi tiếp cận với vật cản, trường lực ảo sẽ được phát sinh giữa robot và vật<br /> cản dựa trên lý thuyết về trường lực tiềm năng (Potential Field).<br /> Phương pháp Elastic strips cho thấy khả năng dẫn hướng cho mobile robot trong quá<br /> trình di chuyển ổn định và hiệu quả hơn so với phương pháp APF đã đề xuất ở trên. Các<br /> ứng dụng của Elastic strips cũng đã được cài đặt thuận lợi và dễ dàng cho hệ thống robot<br /> nhiều bậc tự do, tay máy. Sự kết hợp nhịp nhàng giữa khâu lập lịch di chuyển với khâu<br /> thực thi chuyển động của robot đã được kiểm chứng và đem lại kết quả tốt. Đồng thời,<br /> thuật toán này cũng tối ưu hóa và hỗ trợ cho mobile robot có thể di chuyển theo quỹ đạo<br /> đã được thiết kế, có khả năng vượt các vật cản trong quá trình di chuyển và đặc biệt hơn,<br /> thuật toán này phù hợp với những môi trường thực tế.<br /> 2. CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP ELASTIC STRIPS<br /> 2.1. Phương pháp Elastic Strips<br /> Phương pháp Elastic strips đã được đề xuất bởi O.Khatib [4, 7, 11] với giả thiết rằng<br /> robot di chuyển trên một quỹ đạo từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc, trong môi trường<br /> thực tế. Khi đó: quỹ đạo di chuyển của robot sẽ được ví như dải đàn hồi.<br /> Ưu điểm của phương pháp đó là việc cài đặt dễ dàng cho robot tự hành và tay máy, tối<br /> ưu hơn cho thuật toán tránh vật cản trong hệ thời gian thực và môi trường thực tế (không<br /> xác định).<br /> Tác giả đã giả thiết rằng quỹ đạo dưới tác động của các lực hướng đích, phản lực (nếu<br /> có) từ các vật cản thì dải đàn hồi sẽ được điều chỉnh và cập nhật tại mỗi thời điểm cụ thể<br /> trong quá trình di chuyển của robot.<br /> 2.1.1. Nội lực (Internal force)<br /> Nội lực- hay nói cách khác là lực điều khiển hướng đích được ví như một trường lực<br /> ảo được tạo do điểm đích tác động lên robot nhằm kéo robot hướng về điểm đích ban đầu.<br /> Việc xác định và tính toán nội lực dựa trên công thức (1).<br />  d ij1 <br /> e<br /> f i  k c  i 1<br />  d  di j<br />   <br /> p i 1  p ij1  p ij  p ij1  (1)<br />  j j <br /> <br /> <br /> 94 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Thành phần nội lực và ngoại lực của phương pháp Elastic Strips.<br /> Trong đó:<br /> p ij1 , p ij1 , p ij1 : trạng thái vị trí của robot tại thời điểm i-1, i, i+1,<br /> d ij1 , d ij , d ij1 : khoảng cách vị trí của robot tại thời điểm i-1, i, i+1,<br /> kc : hệ số lực của nội lực được thiết lập cho việc tính toán.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Quỹ đạo di chuyển của robot trên cơ sở phương pháp Elastic Strips.<br /> 2.1.2. Ngoại lực (External force)<br /> Ngoại lực- được ví như là phản lực (nếu có) tạo ra từ vật cản tác động lên robot trong<br /> quá trình di chuyển khi được phát hiện bởi hệ thống cảm biến. Việc tính toán lực này được<br /> xác định thông qua công thức (2), (3) dựa trên khoảng cách ngắn nhất có thể có của các vật<br /> cản trong môi trường với robot.<br /> 1 2<br />  K r (d safe  d obs ,min ) if d safe  d obs ,min<br /> Vext ( P)   2 (2)<br /> 0 otherwise<br /> r d<br /> f i  Vext  k r (d safe  d obs ,min ) (3)<br /> d<br /> Trong đó:<br /> d safe : khoảng cách an toàn giới hạn của robot,<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 95<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> d obs ,min : khoảng cách ngắn nhất giữa vật cản và robot,<br /> kr : hệ số lực của ngoại lực được thiết lập cho việc tính toán.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Các thành phần xác định ngoại lực của Elastric Strips.<br /> 2.1.3. Tổng hợp lực và cập nhật quỹ đạo chuyển động<br /> Việc tổng hợp các lực (nội lực, ngoại lực) sẽ được tiến hành tại mỗi thời điểm di<br /> chuyển của robot dựa trên công thức (4).<br /> f i  ef i  r f i ;<br /> (4)<br /> <br /> f i  fi,x , f i, y , f i,z <br /> T<br /> <br /> <br /> Đồng thời, qua đó việc cập nhật vị trí mới và quỹ đạo chuyển động của robot sẽ được<br /> mô tả trong hình 6 dựa trên việc tính toán tọa độ (x, y, z) của robot tại công thức (5), (6),<br /> góc quay của robot cũng sẽ được tính toán và cập nhật theo công thức (7).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6. Mô phỏng quỹ đạo chuyển động của robot theo phương pháp Elastric Strips.<br /> <br /> <br />  <br /> x  xij 1  xij,cur  f i. x<br /> <br />  j 1 j<br /> y  yi  yi ,cur  f i , y (5)<br /> <br /> j 1 j<br /> <br /> z  zi  zi ,cur  f i , z<br /> <br /> <br /> 96 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br />  xi ,update  x  xij,cur<br />  j<br />  yi ,update  y  yi ,cur (6)<br />  j<br />  zi ,update  z  zi ,cur<br />   y <br />  i  arctan 2 <br />   x  (7)<br /> <br />  i ,update   i   i ,cur<br /> 2.2. Cải tiến phương pháp Elastic Strips<br /> 2.2.1. Đánh giá phương pháp Elastic Strips<br /> Phương pháp Elastic Strips nguyên gốc đảm bảo đầy đủ các tiêu chí cho việc cài đặt<br /> cho robot đáp ứng các đòi hỏi về độ tính toán, thời gian thực và đảm bảo tính ổn định, liên<br /> tục cho quỹ đạo của robot. Tuy nhiên, khi phân tích về phương pháp và thuật toán gốc,<br /> chúng tôi nhận thấy còn một số vấn đề cần phải cải thiện. Cụ thể:<br /> 1. Khi dựa duy nhất vào một điểm gần nhất của vật cản, phương pháp gốc không xác<br /> lập cho robot cách di chuyển đến điểm tiếp theo trong trường hợp hướng vector<br /> ngoại lực trùng với vector nội lực hướng đích của robot (hình 7a).<br /> 2. Khi không gian giữa 2 vật cản không đủ lớn, robot sẽ di chuyển và tính toán cập<br /> nhật quỹ đạo chuyển động nhưng quỹ đạo này sẽ không mịn, thậm chí robot bị tắc<br /> lại mà không đi đến được điểm đích (hình 7b).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 7. Một số vấn đề tồn tại của phương pháp Elastic Strips gốc.<br /> 2.2.2. Đề xuất cải tiến<br /> Đề xuất này nhằm cải tiến phương pháp Elastic Strips gốc áp dụng cho robot tự hành<br /> nhằm đáp ứng tốt hơn cho robot di chuyển theo thời gian thực; Tránh được một số nhược<br /> điểm còn tồn tại của phương pháp gốc, trong những trường hợp cụ thể.<br /> Kết quả được kiểm chứng thông qua phương pháp lập luận và mô phỏng trên hệ thống<br /> tính toán.<br /> Cụ thể đề xuất:<br /> +) Việc tính toán các thành phần lực của phương pháp cải tiến vẫn dựa trên các công<br /> thức tính toán (1), (2), (3). Tuy nhiên, đối với nội lực- thành phần này vẫn được giữ<br /> nguyên, còn đối với thành phần ngoại lực, thay vì chỉ dựa vào duy nhất một điểm gần nhất<br /> của vật cản với robot, ta sẽ tính toán và dựa vào 02 thành phần ngoại lực, một bên trái- dựa<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 97<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> vào điểm gần nhất bên trái, một bên phải- dựa vào điểm gần nhất bên phải theo hướng di<br /> chuyển hiện tại của robot (hình 8).<br /> Trong hình 8, robot có nhiệm vụ di chuyển từ vị trí hiện tại đến vị trí đích (target), tại<br /> thời điểm tính toán robot phát hiện các chướng ngại vật thứ nhất phía bên trái (OBS1) và<br /> chướng ngại vật thứ hai phía bên phải (OBS2)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8. Xác định thành phần ngoại lực của phương pháp cải tiến.<br /> +) Công thức tính toán<br /> Tính toán ngoại lực trái (L) và phải (R) theo công thức (8)<br /> 1 2<br />  K (d  d obs , min L ) if d safe  d obs , min L<br /> Vext _ L ( PL)   2 r safe<br /> 0 otherwise<br /> (8)<br /> 1 2<br />  K r (d safe  d obs , min R ) if d safe  d obs , min R<br /> Vext _ R ( P )   2<br /> 0 otherwise<br /> Lực tổng hợp được xác định tại công thức (9)<br /> f i  e f i  r f i ( L) r f i ( R );<br /> (9)<br /> <br /> f i  f i, x , f i, y , f i, z <br /> T<br /> <br /> <br /> +) Thuật toán cải tiến MCA checking<br /> {Initial of algorithm}<br /> Initial position, target position {positions of robot}<br /> Kr, Kc {factor of internal force, external force}<br /> d_safe {distance safety of robot}<br /> while !( reach to target position) do<br /> {Call the collision checking module}<br /> if true then<br /> {Calculated the internal force }<br /> {Calculated the internal force (on the left) }<br /> {Calculated the internal force (on the right)}<br /> {Calculated the Elastic force}<br /> {Trajectory modification}<br /> else<br /> {continues moving to target point}<br /> end if<br /> <br /> <br /> 98 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> 3. MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ<br /> 3.1. Số liệu mô phỏng<br /> Bảng số liệu mô phỏng.<br /> Tham số mô phỏng<br /> Case 1 Case 2 Case 3<br /> Vị trí ban đầu của Robot (0, 0); (0,0); (0,0)<br /> Vị trí đích của Robot (3500,5000) (4000,3500) (5000,4000)<br /> Giá trị Kc 0.8 0.8 0.6<br /> Giá trị Kr 0.6 0.6 0.3<br /> Giới hạn an toàn 1000 (mm) 1000 (mm) 1000 (mm)<br /> Bán kính ngoài của Robot 350 (mm) 350 (mm) 350 (mm)<br /> <br /> 3.2. Phương pháp, công cụ mô phỏng<br /> Ngôn ngữ mô phỏng<br />  MAT LAB 8.1<br />  Ngôn ngữ tính toán: C++<br /> Máy tính mô phỏng<br />  PC Intel Core i3 - 4160<br />  CPU: (3.6 GHz , 3MB Cache)<br />  Ram: 2GB DDR3<br /> 3.3. Kết quả mô phỏng và bình luận<br /> 3.3.1. Đặt bài toán<br /> Trong các trường hợp cụ thể được thiết lập các thông số mô phỏng ở trên, thuật toán sẽ<br /> được cài đặt trong 03 trường hợp cụ thể:<br /> - Trường hợp thứ nhất, giải quyết tình huống robot di chuyển khi vector ngoại lực trùng<br /> với vector nội lực.<br /> - Trường hợp thứ hai và thứ ba, giải quyết tình huống robot di chuyển trong các điều<br /> kiện thông thường nhằm đối sánh quỹ đạo chuyển động của robot khi áp dụng thuật toán<br /> gốc và thuật toán cải tiến.<br /> 3.3.2. Kết quả mô phỏng<br /> Với số liệu đẩu vào, các kết quả mô phòng đã được kiểm chứng và chứng minh tính<br /> đúng đắn của phương pháp cải tiến.<br /> Trong trường hợp này với phương pháp gốc, robot không thể di chuyển đến được điểm<br /> đích và va chạm với vật cản khi hướng vector ngoại lực trùng với vector nội lực hướng<br /> đích của robot (hình 9a). Đối với phương pháp cải tiến, dù quỹ đạo không được mịn, tuy<br /> nhiên robot tránh được va chạm và hướng đến đích (hình 9b).<br /> Trong các trường hợp (2), (3) kết quả mô phòng tại hình 10, 11 cho thấy, cả hai<br /> phương pháp (gốc, cải tiến) đều đưa ra cho robot một quỹ đạo chuyển động và tránh được<br /> vật cản, hướng đến đích. Tuy nhiên, với phương pháp cải tiến quỹ đạo của robot mịn hơn,<br /> trơn hơn so với quỹ đạo của phương pháp gốc.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 99<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 9. Kết quả mô phỏng trong trường hợp 1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 10. Kết quả mô phỏng trong trường hợp có 2 vật cản.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 11. Kết quả mô phỏng trong trường hợp 3 vật cản.<br /> <br /> 4. KẾT LUẬN<br /> Phương pháp Elastic Strips cải tiến đã khắc phục được một số tồn tại cụ thể được chỉ ra<br /> đối với phương pháp gốc.<br /> <br /> <br /> 100 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> Thuật toán cải tiến đã giải quyết được những tồn tại của thuật toán gốc được xác định<br /> cụ thể trong nội dung bài báo. Việc đối sánh với các kết quả mô phỏng đã được kiểm<br /> chứng, phương pháp cải tiến hoàn toàn có thể cài đặt cho mô hình mobile robot vượt<br /> chướng ngại vật theo thời gian thực.<br /> Trong các trường hợp tổng quát, việc cải tiến thuật toán Elastic Strips gốc cần phải<br /> được hoàn thiện hơn, đảm bảo phù hợp trong mọi trường hợp cụ thể và các điều kiện thực<br /> tế. Đồng thời, thuật toán cần được cài đặt thử nghiệm trên các mô hình robot tự hành và<br /> tay máy làm cơ sở đánh giá tổng quát cho thuật toán cải tiến được đề nghị.<br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. P. Moravec, “Certainty Grids for Mobile Robots”, Proceedings of the NASA/JPL<br /> Space Telerobotics Workshop, Vol. 3 (1987), pp. 307~312.<br /> [2]. Khatib, O, "Real-Time Obstacle Avoidance for Manipulators and Mobile Robots."<br /> 1985 IEEE International Conference on Robotics and AutomationSt. Louis,<br /> Missouri, March 25-28, 1985, pp. 500-505.<br /> [3]. O. Khatib, "Robot In Human Environments: basic Autonomous Capabilities", The<br /> International journal of Robotics Research, Vol. 18 (1999), No. 7, pp. 684~696.<br /> [4]. Nak Yong Ko, Reid G. Simmons, Dong Jin Seo, “Trajectory Modification Using<br /> Elastic Force for Collision Avoidance of a Mobile Manipulator”, PRICAI<br /> Workshop, August, 2006, pp. 1214~1224.<br /> [5]. Kyung-Hyun Choi, Minh-Ngoc Nong, “A Real Time Collision Avoidance<br /> Algorithm for Mobile robot based on Elastic force”, World Academy of Science,<br /> Engineering and Technology International Journal of Mechanical, Aerospace,<br /> Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering Vol. 2, No. 5(2008), pp.<br /> 666-669.<br /> [6]. Nguyễn Văn Tính, Phạm Thượng Cát, Phạm Minh Tuấn, Trần Thuận Hoàng, “An<br /> Improved-VFH Obstacle Avoidance Method for Mobile Robot” Tạp chí tự động hóa<br /> ngày nay số 145 (2013).<br /> [7]. Arkin, R. C., "Motor Schema-Based Mobile Robot Navigation." The International<br /> Journal of Robotics Research August 1989, pp. 92-112.<br /> [8]. Brooks, R. A., "A Robust Layered Control System for a Mobile Robot." IEEE<br /> Journal of Robotics and Automation Vol. RA-2, No. 1, 1986, pp. 14-23.<br /> [9]. Brooks, R. A. and Connell, J. H., "Asynchronous Distributed Control System for a<br /> Mobile Robot." Proceedings of the SPIE, Mobile Robots Vol. 727, 1987, pp. 77-84.<br /> [10]. Krogh, B. H., "A Generalized Potential Field Approach to Obstacle Avoidance<br /> Control." International Robotics Research Conference, Bethlehem, Pennsylvania,<br /> 1984.<br /> [11]. Andria A. Remirez, Robert J. Webster, III, "A Path Generation Method for a<br /> Autonomous Mobile Robot based on a Virtual Elastic Force" The Journal of the<br /> Korea institute of electronic communication sciences, Volume 8, Issue 1, 2013, pp.<br /> 149-157.<br /> [12]. Kwon, Young-Kwan,"A New Continuum Robot With Crossed Elastic Strips:<br /> Extensible Sections With Only One Actuator per Section" ASME 2015 Dynamic<br /> Systems and Control Conference, Vol. 3, 2015.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san ACMEC, 07 - 2016 101<br />  Điều khiển – Cơ điện tử - Truyền thông<br /> <br /> ABSTRACT<br /> A COLLISION AVOIDANCE ALGORITHM FOR ROBOT BASED ON<br /> THE IMPROVED- ELASTIC STRIPS METHOD<br /> In this paper, a collision avoidance method based on the improved-Elastic Strips<br /> method for mobile robot is presented. The original one calculated and created the<br /> trajectory of robot on real-time based on the theory of Artificial Potential Field was<br /> suggested by O, Khatib. To avoid the obstacles, the robot has to modify the<br /> trajectory based on the signal received from the sensor system. The algorithm is<br /> applied and computational for new position of robot in the sampling time.<br /> Keywords: Collision avoidance, Avoidance obstacle, Elastic strips, Mobile robot.<br /> <br /> <br /> Nhận bài ngày 12 tháng 05 năm 2016<br /> Hoàn thiện ngày 23 tháng 06 năm 2016<br /> Chấp nhận đăng ngày 04 tháng 07 năm 2016<br /> <br /> 1<br /> Địa chỉ: Đại học Thái Nguyên, Phường Tân Thịnh, TP Thái Nguyên;<br /> 2<br /> Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội.<br /> *<br /> Email: ngocnm@tnu.edu.vn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 102 N.M.Ngọc, P.Đ.Lâm, Đ.N.Toàn, “Thuật toán tránh vật cản… Elastic Strips.”<br />