Link tải luận văn miễn phí cho ae
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
Luận văn đề xuất phương pháp để điều khiển robot di động dò đường với mê
cung bất kì. Mục đích của luận văn là điều khiển, thi công một robot di động, xây
dựng dữ liệu mê cung từ đó tìm đường đi ngắn nhất.
Robot có hai chức năng: dò đường trong mê cung và truyền dữ liệu bản đồ mê
cung tìm được lên máy tính. Mô hình của Robot di động được sử dụng có hai bánh xe
chủ động và 1 bánh xe tự lựa.
Robot di chuyển độc lập trong mê cung mà không có sự can thiệp từ bên ngoài.
Robot có ba cảm biến siêu âm được sử dụng để dò đường đi và phát hiện thông tin của
các bức tường trong mê cung
Robot sau khi có được dữ liệu của các bức tường trong mê cung sẽ truyền dữ liệu
lên máy tính thông qua module RF UART. Đồng thời dữ liệu sẽ được lưu lại trong bộ
nhớ của robot để robot có thể sử dụng để dò những bức tường tiếp theo trong mê cung.
Kết hợp với giao diện Matlab GUI người dùng có thể theo dõi chính xác vị trí
đang đứng của Robot trong mê cung.
Thuật toán Tremaux được đề xuất để giải bái toán tìm đường đi ngắn nhất khi
Robot đã dò được toàn bộ mê cung. Đường đi này sẽ được hiển thị lên giao diện
Matlab GUI.
Toàn bộ kết quả của việc dò đường, tìm đường đi ngắn nhất, thông tin mê cung
sẽ được lưu trong máy tính qua file text của Matlab. Kết quả này sẽ được sử dụng cho
những lần di chuyển tiếp theo.
Việc tính toán ước lượng các thông số của robot: các loại sai số, vận tốc góc, vận
tốc dài, khoảng cách….cũng được thực hiện dựa trên các thông số về mô hình, linh
kiện của hệ thống thực tế.
Phần cứng được thi công bao gồm các khối chính: module cảm biến siêu âm,
module RF UART và module mạch động lực cho robot. Mạch điều khiển cho robot sử
dụng vi điều khiển ARM.
ABSTRACT
The thesis proposes a method to control a mobile robot which finds a way with
any maze. The aim is controlling, operating the robot, constructing a maze data to find
the nearest way to destination.
Robot has two main functions: finding the way to the maze, transmitting the
map data of the maze to Laptop. The model of Robot is used two wheels with two
motors and one wheel controlled.
Robot can move in maze by itself. There are 3 ultrasonic sensors which are
used to detect the way and discover a signal that is caused from the wall in the maze.
After receiving the data from the walls in the maze, Robot transmits it to
Laptop by RF UART module. At the time, Robot saves the data in its memory to
detect different walls in the maze.
According to Matlab graphic interface, user can know exactly Robot‟s location
in the maze.
Flood fill algorithm solves the problem how to find the nearest way in the
maze, as well as Robot scan all about maze. This way will be showed in Matlab
graphic interface.
All results about finding, detecting the nearest way, the maze data will be saved
in computer by Matlab‟s file text. These results will be used for the next steps.
The calculating of the parameters of Robot such as: errors, angular velocity,
velocity, distance…etc. is performed basing on the parameters of the model, the
components of the actual system.
The main blocks of Robot platform: the ultrasonic sensor module, RF UART
module and power circuits. The robot controller is ARM microcontroller.
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung
Ngày nay, Robot học đã đạt được những thành tựu to lớn trong nền sản xuất công
nghiệp. Những cánh tay robot có khả năng làm việc với tốc độ cao, chính xác và liên
tục làm năng suất lao động tăng nhiều lần. Chúng có thể làm việc trong các môi trường
độc hại như hàn, phun sơn, các nhà máy hạt nhân, hay lắp ráp các linh kiện điện tử tạo
ra điện thoại, máy tính…một công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác cao. Tuy nhiên
những robot này có một hạn chế chung đó là hạn chế về không gian làm việc. Không
gian làm việc của chúng bị giới hạn bởi số bậc tự do tay máy và vị trí gắn chúng.
Ngược lại, các Robot tự hành lại có khả năng hoạt động một cách linh hoạt trong các
môi trường khác nhau.
Robot tự hành là loại Mobile robot có khả năng tự hoạt động, thực thi nhiệm vụ
mà không cần sự can thiệp của con người. Với những cảm biến, chúng có khả năng
nhận biết về môi trường xung quanh. Robot tự hành ngày càng có nhiều ý nghĩa trong
các ngành công nghiệp, thương mại, y tế, các ứng dụng khoa học và phục vụ đời sống
của con người. Với sự phát triển của ngành Robot học, robot tự hành ngày càng có khả
năng hoạt động trong các môi trường khác nhau, tùy mỗi lĩnh vực áp dụng mà chúng
có nhiều loại khác nhau như robot sơn, robot hàn, robot cắt cỏ, robot thám hiểm đại
dương, robot làm việc ngoài vũ trụ. Cùng với sự phát triển của yêu cầu trong thực tế,
robot tự hành tiếp tục đưa ra những thách thức mới cho các nhà nghiên cứu.
Vấn đề của robot tự hành là làm thế nào để robot tự hành có thể hoạt động, nhận
biết môi trường và thực thi các nhiệm vụ đề ra. Vấn đề đầu tiên là di chuyển, Robot tự
hành nên di chuyển như thế nào và cơ cấu di chuyển nào là sự lựa chọn tốt nhất. Điều
hướng là vấn đề cơ bản trong nghiên cứu và chế tạo Robot tự hành. Trong hiệp hội
nghiên cứu về Robot tự hành có 2 hướng nghiên cứu khác nhau:
Hướng thứ nhất là nghiên cứu về Robot tự hành có khả năng điều hướng ở tốc độ
cao nhờ thông tin thu được từ cảm biến, đây là loại robot có khả năng hoạt động ở mối
trường trong phòng cũng như môi trường bên ngoài. Loại robot này yêu cầu khả năng
tính toán đồ sộ và được trang bị cảm biến có độ nhạy cao, dải đo lớn để có thể điều
khiển robot di chuyển ở tốc độ cao, trong những môi trường có địa hình phức tạp.
Hướng thứ hai nhằm giải quyết các vấn đề về các loại robot tự hành chỉ dùng để
hoạt động trong môi trường trong phòng. Loại robot tự hành này có kết cấu đơn giản
hơn loại trên, thực hiện những nhiệm vụ đơn giản.
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
