MỞ ĐẦU Ý tưởng về việc chế tạo các cỗ máy có thể làm việc tự động có tir thoi cd dai, xrhưng những nghiên cứu về chức năng và khả năng ứng đụng không có bước tiến nảo dáng kế cho đến thé ky 20. Xuyên suốt lịch sử, robot học thường, được nhìn. nhận là để bắt chước hành vi của con người, và thường quản lý các nhiệm vụ theo cách thức lương tự Ngày nay, robot là một lĩnh vực phát triển nhanh chóng, nhờ công nghệ phát triển liên tục, robot đã được chế tạo để phục vụ cho nhiêu mục đích khác nhau. Thiệu robol đã thay con người làm những công việc độc bại như tháo ngồi nỗ bom, xin, thăm đỏ các con tảu bị đắm, đi vào thu thập thông in ở những nơi độc hại, có phóng xạ.
Việc sử đụng robot đễ giải quyết bải toán bao phủ đã được ứmg dung rất nhiều Irong thục tiễn. Nhiệm vụ của robol là lầm kiếm và di chuyển theo một thuật toán nào đó nhằm bao phủ được hết khu vực được giao. Khu vue lam việc của robot có thế chứa những vật cân Robot có thế được trạng bị các cảm biển hoặc các thiết bị hỗ trợ khác dễ § try cho céng vide eda minh. Những năm gân đây, sử dụng nhỏm nhiều robot trong bái toản bao plui ngay cảng được quan tâm bới tính hiệu quả và mạnh mế của nó.
Lý do đầu tiên là bởi nhiều robot có thể hoàn thánh nhiễm vụ nhanh hơn so với một robot, bằng cach phân chia khu vực làm việc giữa chúng, Lý do thử bai lả bởi sử dụng nhóm robot có thé dim bao được việc hoàn thành xong công việc tốt hơn. Khi nhiều robot. được sử dụng, giä sử có một thành viên bị lỗi và không thể hoàn thành phần việc mình được giao, các đồng nghiệp khác của nỏ có thể hỗ trợ để vẫn đảm bảo công việc chung được hoàn thành 'Từ mong muốn muốn thử nghiệm một thuật toàn tìm đường bao phú cho nhém robot, rong luận văn này tập trung nghiên cứu, tim hiểu, giải quyết những vấn đề cụ thể như sau - Tim Indu téng quan về các thuật toán từu dường bao phủ. -_ Nghiên cửu, tìm hiểu lý thuyết về thuật toàn tim bao phú SFC với nhóm robot.
(thuật toán MSTC), -_ Lập trình thuật toán tìm đường bao phi STC voi nhóm robot trong môi trường, được biết trước (Offline - MSTC} - _ Lập trỉnh phát triển thuật toán MSTC trên môi trường chưa biết (Online-MSTC), Thực biển chạy thử nghiệm kết quê đã lập trình được Irong môi trường mnô phong và trong môi trường thực tế Câu trúc luận văn này gồm bến chương với những nội dung chính như sau: Chương 1: Tổng quan -_ Lý do chọn để tải. ~_ Giới thiệu một số khái niệm liền quan. ~_ Giới thiểu các phương pháp giải quết và các công cụ tiếp cận bài toán bao phủ. ~_ Nồi dung và kết quả thực hiện được Chương 2: Cơ sở lý thuyết - Trinh bảy các phương pháp tiếp cận giải quyết bài toán bao phủ với một robot.
- Trình bảy các phương pháp nếp cận giải quyết bài toán bao phô với nhóm robot Chương 3: T;ý thuyết và phái triển thuật toán MSTC. ~_ Giới thiệu các tiểu chí đánh giá -_ Thuật toán bao phủ với một nhóm các robot đựa trên cây bao trùm trên môi trường đã biết ~ _ Thuật toàn bao phú với một nhóm robot với môi trưởng chưa rõ -_ Dê xuất thuật toán MSTC Chương 4: Thử nghiệm trong mô phống va trong thực lế -_ Giới thiệu một số công cụ, phần mềm sử dụng để phát triển. - _ Trỉnh bày các vân đề phát sinh khi lập trinh thuật toán MSTC. - _ Trỉnh bày những kết quả dạt được khi thử nghiệm trong mỏ phỏng và trong thực tê.
kỳ -_ Lập trình thuật toán tìm đường bao phi STC voi nhóm robot trong môi trường, được biết trước (Offline - MSTC} - _ Lập trỉnh phát triển thuật toán MSTC trên môi trường chưa biết (Online-MSTC), Thực biển chạy thử nghiệm kết quê đã lập trình được Irong môi trường mnô phong và trong môi trường thực tế Câu trúc luận văn này gồm bến chương với những nội dung chính như sau: Chương 1: Tổng quan -_ Lý do chọn để tải. ~_ Giới thiệu một số khái niệm liền quan. ~_ Giới thiểu các phương pháp giải quết và các công cụ tiếp cận bài toán bao phủ. ~_ Nồi dung và kết quả thực hiện được Chương 2: Cơ sở lý thuyết - Trinh bảy các phương pháp tiếp cận giải quyết bài toán bao phủ với một robot.
- Trình bảy các phương pháp nếp cận giải quyết bài toán bao phô với nhóm robot Chương 3: T;ý thuyết và phái triển thuật toán MSTC. ~_ Giới thiệu các tiểu chí đánh giá -_ Thuật toán bao phủ với một nhóm các robot đựa trên cây bao trùm trên môi trường đã biết ~ _ Thuật toàn bao phú với một nhóm robot với môi trưởng chưa rõ -_ Dê xuất thuật toán MSTC Chương 4: Thử nghiệm trong mô phống va trong thực lế -_ Giới thiệu một số công cụ, phần mềm sử dụng để phát triển. - _ Trỉnh bày các vân đề phát sinh khi lập trinh thuật toán MSTC. - _ Trỉnh bày những kết quả dạt được khi thử nghiệm trong mỏ phỏng và trong thực tê.
kỳ CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ THỦ NGHIÊM CÁC THUẬT TOÁN MSTC. Giải thiện một số công cụ, phản mềm sử dụng “ “ laởéÚn 41. Giới thiêu về ROS. Giới thiệu về Gazebo 4.
Giới thiệu robot Kobuk. Giới thiệu Hokuyo iy a 4. Giải quyết bài toán giao tiếp giữa các robot. Vấn đề phát sinh 43.
Áp dụng lập trình socket với thuật toán MSTC. Vấn đề quay lui robot và giải quyết tính mạnh mẽ khi thử nghiệm thuật toán. Vấn để phát sinh. Ap dụng phương pháp khoâng cách đẻ đi chuyển đến cell cân đi 4.
Vấn đẻ trong tính mạnh rnẽ của thuật toàn MSTC. Kết quả thử nghiệm 4. Thủ nghiệm trên môi trường mỏ phỏng. Dánh giá thuật toán trên môi trường giả lập 4.
Thử nghiêm lrên mỏi trường thực tế A. Những điểm chưa hoản thiện €. Hướng phát triển đẺ tải. sọ cvvvevseoorrrrrevrrrrrree TẢI LIỆU THAM KHẢO.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ Thuật np Chữ viết tắt Việt đây đủ STC Spanning Tree Coverage BA* Boustrophedon online A* search MSTC Multi-robot Spanning Tree Coverage ORMSTC On-line Robust. Multi-robot STC FR “The International Federatton of Robotics CPP Coverage Path Planning ROS Robot Operating Systema viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một ứng dụng thực tế của robot địch vụ.1: Bao phủ một cell hình chữ nhật bằng thao tác đi ziczag - 10 Hinh 2.2: Vi du vé thuật toàn phân chúa hình thang,. Tĩinh 23: Ví dụ về thuat toan BA* - 12 Tình 2.4: Ví dụ phương pháp phân chia dựa trên lưới ö vuông với hai chưởng ngại vật - 13 linh 2.5: Gan có số cho các ö bằng cách lan truyền bước sóng với õ bắt đâu (5) và 6 đích (G).6: Kế hoạch bao phú sử dụng biên đổi khoảng cách với thuật toán wavelronl 14 Hình 2.7: Phân chia cell trong thuật toán cây bao trữm.8: Đường bao phủ của robot khi áp đụng thuật toán Spiral — STC 16 Hình 2.9: Robot thực hiện bao phú một cell theo thuật toán phan chia boustrophedon sử dụng nhóm robot,. ào sisererrererreiiieoTR Hình 3.1: Xây dụng cây bao trằm.2: Đường di cho da robot.3: Nhám robot sử dụng ORMSTC trên thuật toán Spiral-ST.4: Nhóm robot sit dung MSTC- Offline 35 Tlinh 3.5: (a): Cạnh có hai phía, (): Cạnh có một phía, (e): Gắp đôi nút& cell mat kết nối cục bộ.6: Vấn để gặp phải khi thực hiện MSTC-full - - 42 Linh 3.7: Cie subcell cia cell duge dinh nghia.8: Vấn để gặp phải khi cell mật kế nổi cục bộ - 46 Hình 3.9: Vấn để gặp phải khi cell mất kế nối cục bộ.3: Mô hình client-server sit dung, - - 34 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một ứng dụng thực tế của robot địch vụ.1: Bao phủ một cell hình chữ nhật bằng thao tác đi ziczag - 10 Hinh 2.2: Vi du vé thuật toàn phân chúa hình thang,.
Tĩinh 23: Ví dụ về thuat toan BA* - 12 Tình 2.4: Ví dụ phương pháp phân chia dựa trên lưới ö vuông với hai chưởng ngại vật - 13 linh 2.5: Gan có số cho các ö bằng cách lan truyền bước sóng với õ bắt đâu (5) và 6 đích (G).6: Kế hoạch bao phú sử dụng biên đổi khoảng cách với thuật toán wavelronl 14 Hình 2.7: Phân chia cell trong thuật toán cây bao trữm.8: Đường bao phủ của robot khi áp đụng thuật toán Spiral — STC 16 Hình 2.9: Robot thực hiện bao phú một cell theo thuật toán phan chia boustrophedon sử dụng nhóm robot,. ào sisererrererreiiieoTR Hình 3.1: Xây dụng cây bao trằm.2: Đường di cho da robot.3: Nhám robot sử dụng ORMSTC trên thuật toán Spiral-ST.4: Nhóm robot sit dung MSTC- Offline 35 Tlinh 3.5: (a): Cạnh có hai phía, (): Cạnh có một phía, (e): Gắp đôi nút& cell mat kết nối cục bộ.6: Vấn để gặp phải khi thực hiện MSTC-full - - 42 Linh 3.7: Cie subcell cia cell duge dinh nghia.8: Vấn để gặp phải khi cell mật kế nổi cục bộ - 46 Hình 3.9: Vấn để gặp phải khi cell mất kế nối cục bộ.3: Mô hình client-server sit dung, - - 34 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một ứng dụng thực tế của robot địch vụ.1: Bao phủ một cell hình chữ nhật bằng thao tác đi ziczag - 10 Hinh 2.2: Vi du vé thuật toàn phân chúa hình thang,. Tĩinh 23: Ví dụ về thuat toan BA* - 12 Tình 2.4: Ví dụ phương pháp phân chia dựa trên lưới ö vuông với hai chưởng ngại vật - 13 linh 2.5: Gan có số cho các ö bằng cách lan truyền bước sóng với õ bắt đâu (5) và 6 đích (G).6: Kế hoạch bao phú sử dụng biên đổi khoảng cách với thuật toán wavelronl 14 Hình 2.7: Phân chia cell trong thuật toán cây bao trữm.8: Đường bao phủ của robot khi áp đụng thuật toán Spiral — STC 16 Hình 2.9: Robot thực hiện bao phú một cell theo thuật toán phan chia boustrophedon sử dụng nhóm robot,. ào sisererrererreiiieoTR Hình 3.1: Xây dụng cây bao trằm.2: Đường di cho da robot.3: Nhám robot sử dụng ORMSTC trên thuật toán Spiral-ST.4: Nhóm robot sit dung MSTC- Offline 35 Tlinh 3.5: (a): Cạnh có hai phía, (): Cạnh có một phía, (e): Gắp đôi nút& cell mat kết nối cục bộ.6: Vấn để gặp phải khi thực hiện MSTC-full - - 42 Linh 3.7: Cie subcell cia cell duge dinh nghia.8: Vấn để gặp phải khi cell mật kế nổi cục bộ - 46 Hình 3.9: Vấn để gặp phải khi cell mất kế nối cục bộ.3: Mô hình client-server sit dung, - - 34 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một ứng dụng thực tế của robot địch vụ.1: Bao phủ một cell hình chữ nhật bằng thao tác đi ziczag - 10 Hinh 2.