CHƯƠNG 1. 1 QUAN VE DE TAI 11 Dat van ad Cuộc cách mạng công nghiệp lã những bước phái triển vượt bậc của con người, cuộc cách mạng cho phép ứng đụng rộng rãi các robot trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Yêu tổ nảy phù hợp với nhận thức về vẫn để an toán trong công việc, robot thay thé cho con người trong sán xuất, trong lao động, trơng các nhà máy. điều đó đã góp thần vào sự xuấi hiện nửu câu sử đụng các robol.
Để rơbot có thê hoạt động cân có một tệ thống định vị dễ dẫn đường cho robot có thê hoại động được. Ngày nay công nghệ định vị ngày một phát triển và độ chính xúc cững tăng lêu rẢI nhiều. Nói đến định vị không thể không nhắc dén GPS (Global Postttoning System) GPS 1a hệ thống xác định vị trí đưa trên vị trí của các vệ tỉnh nhân tạo, đo Hộ quốc phòng Hoa Kỳ thiết kể, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thỏi điểm, toa đồ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến it nhất ba vệ tỉnh.
Tuy hệ thông GPS xác định vị trí cực kỉ chính xác nhưng thiết tị GPS không thể vận hành nếu chưa nhận được tin hiệu trục tiếp tử vệ tỉnh nên người 1a thưởng phải sử dụng ngoài trời. Hơn nữa, GFS không đủ chỉnh xác khi đúng nó dễ tìm kiểm trong phòng hoặc người ö một địa điểm nào đó. Các tín hiệu vệ tỉnh bị suy yếu và phần tân bởi nhiều vật cần như mái nhà, tường và các đối tượng khác. Còn riêng đôi với hệ thông vệ tỉnh đẩn đường toàn cau (GNSS) có thể đáp ứng được nhiễu nửm câu "hơn GPS.
Tuy nhiên, GNSS lại không tương thích nhiều với các phần cứng được thiết kê với các hoạt động trong nhà. Ngoài ra sai số trưng bình cho hé thong GNSS thường 1à lớn hơn nhiềuđối với những lĩnh vực đời hỏi độ chính xáo cao. Vi vay, công nghệ định vị trong nhà ra dời (nđoor Fositioning System - IPS). Hiện nay có nhiễu phương pháp định vị cho môi trường trong nhà, như ding cảm biến siêu âm, cảm biển laser, camera do độ sâu, dảnh dâu markcr zzung quanh tưởng.
Những phương hấp này có chung I đặc điểm là sử đụng các cảm biến chuyên đựng nên phần cứng phức tạp, chỉ phí đất đỏ. Laiên văn này lựa chọn phương pháp định vị dùng 1 oaznera vi tu điểm: phân cúng đơn giản (chỉ cần 1 camera). Kết quá của để tải sš được sử dụng để phát triển robot dịch vụ có khá nẵng đi chuyển trong nhà đựa trên bản đồ được xây đựng từ hình ảnh mã camera gắn trên robot thu được, ứng đụng trong robot hút bụi, robot đấu dường, robot vận chuyên bàng. 1⁄2 Mục đíchnghiên cứu Mục đích nghiên cứu là tìm hiển một thuật toán định vị cho robot ở môi trường trong nhà.
Luin vin có hai rưục tiều: — _ Tìm hiểu thuật toán PAM — Xây đựng thử nghiệm PTAM trong việc dịnh vị robot trong nhà đúng một carnera LỜI CẢM ƠN Trước hết em xiu gửi lời cảm ơn chân thành tới các thấy cô và cân bộ giảng dạy lại trường đại học Bách Khaa Hà Nội. các thầy cô trong bộ môn kỹ thuật máy tính khoa kỹ thuật máy tính và truyền thông Âã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên ca khaa học tại trường. Các thầy cô không chi day kiến thức, phương pháp làm việc và nghiên cửu khoa học, mà côn giún đỡ chúng em trường thành hơn trong cuộc sống Em xin gửi lời trí ân chân thành nhất tới thấy Ngõ Tum Trung Ää luôn nhiệt tình ginp dỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện tối nhất giin em nghiên cửa trong suối quá trình thực tập tại phòng thi nghiém CSLAB $05—Téa nha B dai học Bách Khoa Hà Nội Cuỗi cùng, em xia gửi lời cảm ơn tới gia dnh, bạn bè dã giúp dỡ, dộng viên trong thời gian em học lập và nghiên cửa lại trường. Tà Nội, tháng 6 năm 2020 Đương Quốc Hùng Vin CNIT&IT DH Bach Khoa [1a Néi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ROS Ros Operating Systern Hệ diều hành Robot GPS Global Positioning System 11ệ thẳng định vị vệ tính toàn cầu GNSS Global Navigation Satellite Hệ thông dẫn đường sử dụng vệ tỉnh System IPS Indoor Positioning System 11ệ thẳng định vị trong nhà PTAM Parallel Tracking And Mapping Hệ thông theo dõi và tạo lập bàn đồ SLAM Simultaneous Locahzation And Hệ thẻng sử dụng thông tin ảnh thu được Mapping từ camera để Hải tạo môi trường bên ngoài CPU Central Processing Unit on vị sử lí trung tâm.
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ROS Ros Operating Systern Hệ diều hành Robot GPS Global Positioning System 11ệ thẳng định vị vệ tính toàn cầu GNSS Global Navigation Satellite Hệ thông dẫn đường sử dụng vệ tỉnh System IPS Indoor Positioning System 11ệ thẳng định vị trong nhà PTAM Parallel Tracking And Mapping Hệ thông theo dõi và tạo lập bàn đồ SLAM Simultaneous Locahzation And Hệ thẻng sử dụng thông tin ảnh thu được Mapping từ camera để Hải tạo môi trường bên ngoài CPU Central Processing Unit on vị sử lí trung tâm. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ROS Ros Operating Systern Hệ diều hành Robot GPS Global Positioning System 11ệ thẳng định vị vệ tính toàn cầu GNSS Global Navigation Satellite Hệ thông dẫn đường sử dụng vệ tỉnh System IPS Indoor Positioning System 11ệ thẳng định vị trong nhà PTAM Parallel Tracking And Mapping Hệ thông theo dõi và tạo lập bàn đồ SLAM Simultaneous Locahzation And Hệ thẻng sử dụng thông tin ảnh thu được Mapping từ camera để Hải tạo môi trường bên ngoài CPU Central Processing Unit on vị sử lí trung tâm. MỤC LỤC LOI CAM ON DANH MỤC KỈNH ẢNH. DANH MỤC TU VIẾT TÁT.
TỎNG QUAN VÉ ĐỀ TÀI 11 — Đặtvấn đề 1.2 Mục đích nghiên cửu.3 _ Đổi trợng và phạm vi nghiên cứu. 1⁄4 _ Phương pháp nghiên cửu. LÍ THUYẾT XÁC DỊNH VỊ TRÍ VÀ THUẬT TOÁN PTAM. 21 Cơ sử lí thuyếtxác địnhvị trí 2.1 Giới thiệu hệ thông PTAM - - - eo 2.
Thuậttoán SLAM trong PTAM.3 PTAM với hệ điều hành ROS 2.1 Hệ điều hành ROS - - - ¬- 23.2 Cân trúo ROS - - - eo BL 23.3 PTAM voi ROS (Ethzasl ptam). 24 14 Xây đựng thử nghiệm định vi cho robot trong nhà đùng PTAMI. 244L Cài đật PHAM.42 Xây dựng nodc camera cho PTAM.34 243 _ Hiệu chuẩn Camera. Thử nghiệm PTAM xác định vị trí camera.5 _ Thitnghiém dimg node remote_ptam diéu khién node ptam 45 246 Danhgid.1 _ Những công việc đã hoàn thành.2 Kết quả thứ nghiệm.3 Những hạn chế của thuật oán PIAM.
34 Chủ ý khi sử dụng clhzas] pham. Hướng phát triển của đồ án trong tương Hal. TAI LIEU THAM KHẢO. 1 QUAN VE DE TAI 11 Dat van ad Cuộc cách mạng công nghiệp lã những bước phái triển vượt bậc của con người, cuộc cách mạng cho phép ứng đụng rộng rãi các robot trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.
Yêu tổ nảy phù hợp với nhận thức về vẫn để an toán trong công việc, robot thay thé cho con người trong sán xuất, trong lao động, trơng các nhà máy. điều đó đã góp thần vào sự xuấi hiện nửu câu sử đụng các robol. Để rơbot có thê hoạt động cân có một tệ thống định vị dễ dẫn đường cho robot có thê hoại động được. Ngày nay công nghệ định vị ngày một phát triển và độ chính xúc cững tăng lêu rẢI nhiều.
Nói đến định vị không thể không nhắc dén GPS (Global Postttoning System) GPS 1a hệ thống xác định vị trí đưa trên vị trí của các vệ tỉnh nhân tạo, đo Hộ quốc phòng Hoa Kỳ thiết kể, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thỏi điểm, toa đồ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến it nhất ba vệ tỉnh. Tuy hệ thông GPS xác định vị trí cực kỉ chính xác nhưng thiết tị GPS không thể vận hành nếu chưa nhận được tin hiệu trục tiếp tử vệ tỉnh nên người 1a thưởng phải sử dụng ngoài trời. Hơn nữa, GFS không đủ chỉnh xác khi đúng nó dễ tìm kiểm trong phòng hoặc người ö một địa điểm nào đó.
Các tín hiệu vệ tỉnh bị suy yếu và phần tân bởi nhiều vật cần như mái nhà, tường và các đối tượng khác. Còn riêng đôi với hệ thông vệ tỉnh đẩn đường toàn cau (GNSS) có thể đáp ứng được nhiễu nửm câu "hơn GPS. Tuy nhiên, GNSS lại không tương thích nhiều với các phần cứng được thiết kê với các hoạt động trong nhà. Ngoài ra sai số trưng bình cho hé thong GNSS thường 1à lớn hơn nhiềuđối với những lĩnh vực đời hỏi độ chính xáo cao.
Vi vay, công nghệ định vị trong nhà ra dời (nđoor Fositioning System - IPS). Hiện nay có nhiễu phương pháp định vị cho môi trường trong nhà, như ding cảm biến siêu âm, cảm biển laser, camera do độ sâu, dảnh dâu markcr zzung quanh tưởng. Những phương hấp này có chung I đặc điểm là sử đụng các cảm biến chuyên đựng nên phần cứng phức tạp, chỉ phí đất đỏ. Laiên văn này lựa chọn phương pháp định vị dùng 1 oaznera vi tu điểm: phân cúng đơn giản (chỉ cần 1 camera).
Kết quá của để tải sš được sử dụng để phát triển robot dịch vụ có khá nẵng đi chuyển trong nhà đựa trên bản đồ được xây đựng từ hình ảnh mã camera gắn trên robot thu được, ứng đụng trong robot hút bụi, robot đấu dường, robot vận chuyên bàng. 1⁄2 Mục đíchnghiên cứu Mục đích nghiên cứu là tìm hiển một thuật toán định vị cho robot ở môi trường trong nhà. Luin vin có hai rưục tiều: — _ Tìm hiểu thuật toán PAM — Xây đựng thử nghiệm PTAM trong việc dịnh vị robot trong nhà đúng một carnera TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Để tả ¡: Xác dịnh vị trí cho robot trong nhả sử dụng một camera 'Tác giá luận văn: Dương Quốc Hùng Khóa: 2017A. Người hưởng dân: T8.
Ngõ Lam Trung Nội dưng tóm tắt: Tuuận văn thực hiện tìm hiểu, nghiên cứu thuật toán PTAM (Parallsl Tracking and Mapping). Xây dựng thử nghiệm định vị vị tri cho robot trong nha (vi trí của. camera gẵn trên robot trong nhà) sử đựng một camera. Ađục đích nghiên cứu Tim hiểu thuật toán PTAM (Parallel Tracking and Mapping) va tht nghiém định vị cho robot trong nhà sử đụng một camera Tuuận văn cả hai mục tiêu -_ Tìm hiểu thuật loan PTAM.
~_ Xây dụng thử nghiệm PTAM trong việc định vị robot trong: nhà đúng một camera. Đối tượng và phạm ví nghiên cửa —_ Đối tượng: thuật toán PTAM: — Pham vĩ: cải đội thuật toàn trên mỗi trường ROS, thử nghiệm với môi trường trong nhà Phuong pháp nghiên cửu — Nelnén cứu các công nghệ xác định vị trí roboL các ưu nhược điểm của các phương pháp này —.