CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN. Phương pháp nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Mô hình toán của hệ xe hai bánh vi sai. Động học thuận. Động học nghịch. Momen xoắn cho cánh tay.
Bài toán người bán hàng (TSP). Thuật toán tối ưu đàn kiến (ACO). Thuật toán Dijsktra’s. Thuật toán DWA.
Tổng quan về hệ điều hành robot (ROS). ROS File System Level. ROS Computation Graph Level. ROS Community Level.
Giới thiệu về phần mềm. Giới thiệu phần mềm Gazebo. Giới thiệu về phần mềm Rviz. Giới thiệu về Turtlebot3.
Giới thiệu về gói Navigation Stack trong ROS. Giới thiệu về Qt Designer. Giới thiệu về Web Server. Giới thiệu về ReactJS.
Giới thiệu về EmailJS. Giới thiệu về Firebase. Cách xác định vị trí xe trên bản đồ. Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo lường chuyển động (IMU).
Nguyên lý hoạt động của cảm biến Encoder. Nguyên lý hoạt động của xử lý ảnh. Phương pháp nhận diện màu sắc. Xác định vị trí của vật trên khung ảnh.
50 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. Yêu cầu thiết kế. Sơ đồ khối mô tả hệ thống. Thiết kế khung xe và cánh tay 3 bậc.
Bản vẽ khung xe. Bản vẽ cánh tay. Tính toán lựa chọn và lựa chọn động cơ cánh tay. Thiết kế khớp 3 của cánh tay 3 bậc.
Thiết kế khớp 2 của cánh tay 3 bậc. Thiết kế khớp 1 của cánh tay 3 bậc. Chọn động cơ cho từng khớp. Tính toán tải trọng tối đa của cánh tay.
Tính toán và chọn động cơ cho xe tự hành. Lựa chọn các thiết bị khác cho hệ cánh tay robot di động. Vi điều khiển Arduino Mega 2560. Máy tính nhúng Jetson Nano.
Cảm biến Lidar A1M8. Cảm biến góc IMU MPU6050. Nguồn cấp cho Jetson Nano. Nguồn Pin Lithium 12V10A.
Lắp ráp phần cứng. Bộ điều khiển PID. 97 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG. Thiết lập bản đồ cho robot (Map).
Binary Occupancy Grid Map. Định vị cho Robot và các đặc điểm trạm trên bản đồ có sẵn (Localization). Giải bài toán TSP cho các trạm bằng thuật toán ACO. Quy hoạch đường đi toàn cục tối ưu cho robot bằng thuật toán Dijsktra.
Sử dụng thuật toán DWA cho robot né tránh vật cản. Thiết kế web server cho khách hàng. Tổng quan về Web Server. Truyền nhận dữ liệu giữa Web Server và GUI.
Thiết kế giao diện người dùng cho người vận hành. Tổng quan về giao diện. Trang About Us. Quy trình xử lý ảnh và hoạt động của cánh tay robot.
136 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN. Kết quả mô phỏng. Mô phỏng thuật toán ACO trên phần mềm Matlab. Mô phỏng thuật toán Dijkstra’s trên phần mềm Matlab.
Mô phỏng thuật toán DWA. Mô phỏng hệ hai bánh vi sai trên phần mềm Matlab. Vẽ bản đồ bằng phương pháp Gmapping trong ROS. Bài toán TSP trong ROS.
Kết quả thực tế. Điều khiển PID vận tốc bánh xe. Điều khiển PID vị trí cánh tay. Vẽ bản đồ bằng phương pháp Gmapping.
Chạy ITSP với 5 trạm trong map thực tế. Các trường hợp gắp hàng. Thử nghiệm tránh vật cản tĩnh và vật cản động. Chế độ chạy auto và manual trên GUI.
173 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. Hướng phát triển. 183 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 184 xiii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AGV: Automated Guided Vehicle AMR: Autonomous Mobile Robot ACO: Ant Colony Optimization TSP: Traveling Salesman Problem ITSP: Indoor Traveling Salesman Problem GUI: Graphical User Interface DWA: Dynamic Window Approach PID: Proportional-Integral-Derivative WIFI: Wireless Fidelity ROS: Robot Operating System ICC: Instantaneous Center of Curvature GA: Genetic Algorithm SLAM: Simultaneous Localization and Mapping URDF: Unified Robot Description Format 2D: Two-Dimensional 3D: Three-Dimensional AMCL: Adaptive Monte Carlo Localization IMU: Inertial Measurement Unit DC: Direct Current xiv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 5.
Bảng tổng hợp kết quả PID của bánh phải. Bảng tổng hợp kết quả PID của bánh trái. Bảng tổng hợp PID của khớp 1. Bảng tổng hợp PID của khớp 2.
Bảng tổng hợp PID của khớp 3. Bảng kích thước chiều dài và chiều rộng của 6 map được quét bằng phương pháp Gmapping được so sánh với kích thước bản đồ thực tế đo được ở một phần phòng C304. Bảng thông số tọa độ các trạm. 159 xv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.Mô hình mô tả robot di động Differential Drive hệ non-holonomic.
Sơ đồ mô tả 1 khớp cánh tay và các thành phần ảnh hưởng tới momen. Bài toán TSP. Ứng dụng của bài toán TSP trong Logistics. Mô tả đơn giản quá trình tìm thức ăn của đàn kiến.
ROS File System Level. ROS Computation Graph Level. Sự giao tiếp các node. Giao diện người dùng của phần mềm Gazebo.
Giao diện người dùng của phần mềm Rviz. Rviz và Gazebo mô tả Robot qua URDF. TF của Robot. Odom của xe tự hành.
TurtleBot3 Burger Empty World. Mô hình gói Navigation Stack. Giao diện điều khiển chính phần mềm Qt Designer. Giao diện làm việc chính của EmailJS.
Trục x, y, z theo cảm biến IMU. 3 trường hợp có 1 trong 3 góc đặt cùng phương và hướng với. Cảm biến IMU khi quay quanh trục X. Cảm biến IMU khi quay quanh trục Y.
Dạng sóng thu được từ 2 đĩa của pha A và pha B. Tư thế và các tham số nhằm xác định vị trí và hướng robot trong mặt phẳng XY. Khung camera và vị trí vật thể trong đó. Hàm tính nội suy từ kích thước khung ảnh sang góc lệch.
Sơ đồ khối mô tả hệ thống. Bản vẽ và kích thước khung nhôm. Bản vẽ và kích thước phần thùng chứa hàng và vỏ hông xe. Bản vẽ và kích thước mặt trước xe.
Bản vẽ và kích thước nóc xe. Bản vẽ và kích thước đế xe. Bản vẽ khung bên ngoài khớp 1. Kích thước bản vẽ phần dưới khớp 1 .46mm của phần dưới khớp 1.
Phần nhô cao 2mm. Phần khoét sâu 3mm. Phần khoét sâu 3. Kích thước bản vẽ phần trên khớp 1 .15mm phần trên khớp 1.
Độ cao 30mm phần nhô lên phần trên khớp 1.2mm phần khoét .2mm khoét mặt phía sau phần trên khớp 1 .8mm mặt phía sau phần trên khớp 1 .2mm khoét mặt phía sau phần trên khớp 1 .94mm đường tròn mặt sau phần trên khớp 1. Đường kính mặt tròn 13.17mm, độ cao 17mm và lỗ có độ lệch trục 2.3mm trên mặt tròn của bánh răng đơn. Kích thước lỗ của bánh răng đơn. Bánh răng đơn xoắn 360o để khớp với bánh răng cycloidal của khớp 1.
Đường kính mặt tròn nhỏ 54.8mm, mặt tròn lớn 80mm và độ cao 20mm của mặt tròn nhỏ. Độ cao 3mm đường tròn lớn. Đường kính mặt tròn 29.8mm và độ cao 7mm của nó ở mặt sau bánh rang khớp 1 .2mm mặt tròn lớn và được khoét sâu 2.2mm mặt sau bánh răng khớp 1. Bánh răng với 20 răng nên được xoắn 18o(360o/20).
Hình ảnh thiết kế bên ngoài của driver khớp 2 và 3. Các thành phần bên ngoài của driver. Kích thước các góc nhìn của mặt trên phần đứng yên. Kích thước các góc nhìn của mặt dưới phần đứng yên.
Kích thước các góc nhìn mặt dưới của phần chuyển động. Kích thước các góc nhìn mặt trên của phần chuyển động. Cấu tạo bên trong driver cycloidal cho khớp 2 và 3. 2 bánh răng được đặt lệch nhau 180o.
Kích thước khớp nối động cơ và khớp nối trên cùng của driver khớp 2 và 3. Kích thước khớp nối của bánh rang với độ lệch trục 1mm. Kích thước bánh răng đã được vẽ ở công thức 3. Các góc nhìn mô hình khung xe và cánh tay sau khi ghép lại.
Kích thước 2 tầng của mô hình. Bố trí linh kiện ở tầng 1 và tầng 2 của xe. Ước lượng khối lượng của khớp 3 và chiều dài khớp. Ước lượng khối lượng của khớp 1 và 2 và chiều dài 2 khớp.
động cơ DC Servo GA25-370 DC Geared Motor. Bánh chính với bán kính 85mm. Vi điều khiển Arduino Mega 2560. Sơ đồ các chân kết nối của Arduino Mega 2560.
Máy tính AI Jetson Nano Dev Kit With 16GB EMMC. Cảm biến khoảng cách RPLIDAR A1M8. Cảm biến góc IMU MPU-6050. Waveshare UPS (Uninterruptible Power Supply) Module.
Nguồn pin Lithium 12V. Mô hình hệ thống thực tế 1. Mô hình hệ thống thực tế 2. Mô hình hệ thống thực tế 3.
Mô hình hệ thống thực tế 4. Mô hình hệ thống thực tế 5. Sơ đồ khối minh họa bộ điều khiển PID. Lưu đồ hoạt động hệ thống.
Binary Occupancy Grid Map được tạo bằng Matlab. Mối quan hệ giữa khoảng cách đến vật cản và giá trị costmap. Bộ lọc hạt PF. Hệ tọa độ map và odom.
Hệ trục tọa độ trên Rviz (map C304). Điểm tọa độ trên bản đồ Rviz (map C304). Lưu đồ thuật toán tối ưu đàn kiến (ACO). Đánh giá theo heading.
Đánh giá theo dist. Đánh giá theo vel. Đánh giá theo hàm mục tiêu G(v,w). Lưu đồ hàm chức năng của Web.
Phần giới thiệu sản phẩm và chương trình. Phần thông tin và tương tác với khách hàng. Phần thông tin và các loại hàng đã đặt. Xác nhận lại đơn hàng đã đặt.
Thông tin đơn hàng đã được gửi qua mail của người đặt hàng. Thông tin thành viên. Thông tin về Trường – Khoa – Lab. Web Server và Gui.
Quy trình đặt hàng. Lưu đồ tổng quan GUI. Đăng nhập thất bại. Đăng nhập thành công.
Trang hiển thị thông tin. Thông báo đăng xuất. Quá trình xử lý ảnh khởi động khi xe hướng tới trạm. Gắp vật khi xe đứng tại vị trí đặt trạm.
Thuật toán ACO giải bài toán TSP cho 5 trạm. Thuật toán ACO giải bài toán TSP cho 10 trạm. Mô phỏng thuật toán Dijsktra’s trên Matlab khi không có vật cản. Mô phỏng thuật toán Dijsktra’s trên Matlab khi có vật cản.
Mô phỏng thuật toán DWA. Mô phỏng Matlab hệ non-holonomic với xe chạy thẳng. Mô phỏng Matlab hệ non-holonomic với xe quay tại chỗ. Bản đồ TurtleBot3 chưa được quét.
Bản đồ TurtleBot3 đã được quét. Chạy TSP cho 5 trạm (5, 3, 7, 8, 1) trên map TurtleBot3. Lộ trình robot di chuyển khi thực hiện chạy TSP xong .