Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ ROBOT DI ĐỘNG............................8
1.1. Robot thông minh........................................................................................8
1.2. Robot di động thông minh ...........................................................................9
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CẢM BIẾN VỚI BỘ LỌC KALMAN 12
2.1. Phương pháp tổng hợp cảm biến dùng cho robot di động ...........................12
2.2. Phương pháp tổng hợp cảm biến với bộ lọc Kalman ..................................13
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ CẢM BIẾN HIỆN ĐẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ
ROBOT DI ĐỘNG....................................................................................................20
3.1. Phân loại các .............................................................................................20
3.1.1. Cảm biến lập mã trục xoay (cảm biến lập mã quang)...................20
3.1.2. Cảm biến chỉ hướng (heading sensor)..........................................21
3.1.3. Cảm biến siêu âm đo khoảng cách đến vật thể gần ......................22
3.1.4. Cảm biến đo xa laser (Laser Range Finder - LRF).......................23
3.1.5. Cảm biến ảnh và thị giác máy......................................................24
3.2. Một số phương pháp định vị cho robot di động ..........................................25
3.2.1. Phương pháp dead-reckoning hay odometry................................25
3.2.2. Hệ thống dẫn đường cột mốc chủ động .......................................25
3.2.3. Hệ thống dẫn đường toàn cầu GPS..............................................27
3.2.4. Dẫn đường bằng vật mốc.............................................................27
3.2.5. Định vị dựa trên bản đồ...............................................................28
CHƯƠNG 4: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC ƯỚC LƯỢNG VỊ TRÍ CHO ROBOT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CẢM BIẾN...................................................32
4.1. Xây dựng mô hình động học của robot.......................................................32
4.2. Tính toán các ma trận trong vòng lặp đệ quy Kalman.................................34
CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ...................................................37
4
5.1. Thiết lập thực nghiệm................................................................................37
5.2. Kết quả thực nghiệm áp dụng bộ lọc Kalman cho tổng hợp dữ liệu của một
cảm biến lập mã quang...........................................................................................38
5.3. Tổng hợp cảm biến từ phép đo odometry với cảm biến chỉ hướng.............40
5.3.1. Cập nhật các tham số cho các ma trận. ........................................40
5.3.2. Hiệu chỉnh chính xác góc quay qua bộ lọc Kalman .....................41
KẾT LUẬN...............................................................................................................43
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................44
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật ngày nay, ngành
robotics đóng vai trò rất quan trọng, tiên phong và làm nền tảng cho các lĩnh vực khoa
học công nghệ và tự động hoá khác.
Nhiều ứng dụng của các ngành nghề, lĩnh vực khác nhau đòi hỏi cần trang
bị thiết bị hoàn toàn tự động làm việc theo chương trình hay do con người điều khiển
như robot.
Robot công nghiệp, thường là các tay máy (arm-robot) trong các hệ thống sản
xuất tự động. Robot trong các ứng dụng này được đặt tại một vị trí cố định, làm việc
trong môi trường nhất định biết trước.
Thời gian gần đây, bắt đầu bằng các xe tự hành trong vũ trụ, xuất hiện một loại
robot khác là robot thông minh. Một loại trong số đó là các robot di động hoạt động tự
trị (autonomous). Các robot di dộng với khả năng giám sát môi trường xung quanh để
đưa ra các quyết định cần thiết trong quá trình hoạt động thực hiện công việc được
giao, cụ thể là tự động đi tới đích chính xác và an toàn. Trong hệ thống này, robot thu
nhận thông tin qua các cảm biến, xử lý dữ liệu thu được và tự đưa ra các quyết định.
Quá trình dẫn đường của các robot di động thông minh thường được phân tích
thành 4 giai đoạn: cảm nhận, định vị, vạch đường đi và điều khiển chuyển động .
Giai đoạn định vị là rất quan trọng, nó cho phép trả lời câu hỏi: robot đang ở
đâu? để từ đó có thể vạch ra các quyết định dẫn đường. Để có được câu trả lời này, bộ
phận điều khiển robot cần có được các dữ liệu môi trường (qua các cảm biến
ngoại) hay dữ liệu về bản thân robot (qua các cảm biến nội) trong giai đoạn cảm nhận.
Vì hệ thống robot chứa đựng nhiều yếu tố ngẫu nhiên có thể gây nên các sai số
cũng như không thể có loại cảm biến nào đủ hoàn hảo để có thể chỉ dùng nó là đủ để
thực hiện định vị và lập bản đồ một cách chính xác. Lý do đó tạo nên một số phương
pháp tăng độ chính xác cho quá trình định vị. Một trong số đó là phương pháp tổng
hợp dữ liệu cảm biến (sensor data fusion) để nâng cao độ chính xác định vị robot.
Vì lĩnh vực tổng hợp cảm biến rất rộng, bản luận văn này chỉ hạn chế nghiên
cứu phương pháp tổng hợp dữ liệu cảm biến với bộ lọc Kalman mở rộng để nâng cao
độ chính xác định vị cho robot di động.
Ngoài phần mở đầu và kết luận, bản luận văn có nội dung chính như sau:
- Chương 1: Trình bày các nét cơ bản về robot di động
7
- Chương 2: Tổng quan về phương pháp tổng hợp cảm biến và bộ lọc Kalman
- Chương 3: Một số cảm biến hiện đại và phương pháp định vị robot di động
- Chương 4: Nâng cao độ chính xác ước lượng vị trí robot bằng tổng hợp cảm
biến với bộ lọc Kalman mở rộng
- Chương 5: Kết quả thực nghiệm và thảo luận
25kHya56xT3D73v
