Mobile robot

MOBILE ROBOT

Robot là một loại thiết bị có thể thực hiện những công việc một cách tự động bằng sự điều khiển của máy tính hoặc các vi mạch điện tử được lập trình. Robot có một trong các đặc điểm sau đây: do con người sáng tạo ra, có khả năng nhận biết môi trường xung quanh và tương tác với những vật thể trong môi trường, có khả năng đưa ra các lựa chọn dựa trên môi trường và được điều khiển một cách tự động theo những trình tự đã được lập trình trước, có thể điều khiển được bằng các lệnh để có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của người sử dụng, có thể di chuyển quay hoặc tịnh tiến theo một hay nhiều chiều và khéo léo trong vận động.

Mobile robot là robot có khả năng tự di chuyển.

Mobile robot di chuyển trong môi trường của chúng, không cố định vào một vị trí thực. Robot di động có thể là "tự trị" (robot di động tự động) có nghĩa là chúng có khả năng điều hướng một môi trường không kiểm soát được mà không cần các thiết bị hướng dẫn vật lý hoặc cơ điện. Ngoài ra, robot di động có thể dựa vào các thiết bị hướng dẫn cho phép nó di chuyển tuyến đường định hướng được xác định trước trong không gian tương đối được kiểm soát (robot tự điều khiển). Nó khác với robot công nghiệp thường đặt gần cố định và hoạt động bằng các cánh tay.

Ứng dụng của robot di động trong thực tiễn

Mobile robot ứng dụng cho nhiều loại công việc trong nhiều ngành nghề khác nhau như:

• Ngành công nghiệp: vận chuyển lắp ráp tự động, sản xuất trang sức

• Ngành logistic: vận chuyển, phân phối hàng hóa, đơn hàng

• Ngành dịch vụ: vận chuyển trong trường học, công sở, tòa nhà, trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện

Decimator - Robot di động khử trùng

• Diệt khuẩn: tạo ra năng lượng UV để ngăn chặn các vi sinh vật tái tạo

• An toàn: Khử trùng bằng tia cực tím không hóa chất và không tồn dư

• Tiêu diệt tới 99.9% vi khuẩn với công nghệ bluetooth cường độ thấp

Dynamo - Robot vận chuyển hàng hóa

• Dynamo hình dung khu vực hoạt động thông qua Lidar

• Hệ thống quản lý điều khiển đảm bảo chuyển động liền mạch và tính toán đường đi tối ưu cho một nhiệm vụ cụ thể

• Cơ chế cảm biến 2 mức đảm bảo an toàn, chính xác và tránh chướng ngại vật để biến nó thành đồng minh của robot trong các hoạt động do con người dẫn dắt

Một số phương pháp dẫn đường cho robot di động

Một rôbốt di động thông minh phải được điều khiển dẫn đường theo một chiến lược có hiệu quả. Có nhiều nghiên cứu trên thế giới với các thuật giải và phương pháp khác nhau cho dẫn đường rô bốt trong các môi trường trong nhà và ngoài trời. Ta sẽ điểm qua một vài phương pháp như sau:

• Phương pháp dead-reckoning

Dead-reckoning là phương pháp dẫn đường được sử dụng rộng rãi nhất đối với rô bốt di động. Phương pháp này cho độ chính xác trong thời gian ngắn, giá thành thấp và tốc độ lấy mẫu rất cao. Tuy nhiên do nguyên tắc cơ bản của phương pháp dead-reckoning là tích luỹ thông tin về gia tốc chuyển động theo thời gian do đó dẫn tới sự tích luỹ sai số. Sự tích luỹ sai số theo hướng sẽ dẫn đến sai số vị trí lớn tăng tỉ lệ với khoảng cách chuyển động của rô bốt. Tuy nhiên hầu hết các nhà nghiên cứu đều đồng ý rằng dead-reakoning là một phần quan trọng trong hệ thống dẫn đường rô bốt, các lệnh dẫn đường sẽ được đơn giản hoá nếu độ chính xác của phương pháp dead-reckoning được cải thiện. Phương pháp dead-reakoning dựa trên phương trình đơn giản và thực hiện được một cách dễ dàng, sử dụng dữ liệu từ bộ mã hoá số vòng quay bánh xe. Dead-reckoning dựa trên nguyên tắc là chuyển đổi số vòng quay bánh xe thành độ dịch tuyến tính tương ứng của rô bốt. Nguyên tắc này chỉ đúng với giá trị giới hạn. Có một vài lý do dẫn đến sự không chính xác trong việc chuyển từ số gia vòng quay bánh xe sang chuyển động tuyến tính. Tất cả các nguồn sai số này được chia thành 2 nhóm: sai số hệ thống và sai số không hệ thống. Để giảm sai số dead-reckoning cần phải tăng độ chính xác động học cũng như kích thước tới hạn.

Định vị cho Mobile robot sử dụng bộ lập mã quang, cảm biến gia tốc, vận tốc góc và cảm biến từ

• Hệ thống dẫn đường cột mốc chủ động

Hệ thống dẫn đường cột mốc chủ động là hệ thống dẫn đường được sử dụng phổ biến nhất trên tàu biển và máy bay. Hệ thống này cung cấp thông tin vị trí rất chính xác với quá trình xử lý tối thiểu. Hệ thống cho phép tốc độ lấy mẫu và độ tin cậy cao nhưng đi kèm với nó là giá thành cao trong việc thiết lập và duy trì. Cột mốc được đặt tại các vị trí chính xác sẽ cho phép xác định toạ độ chính xác của vật thể. Có 2 phương pháp đo dùng trong hệ thống cột mốc chủ động, đó là phép đo 3 cạnh tam giác và phép đo 3 góc tam giác. Phép đo 3 cạnh tam giác. Phép đo 3 cạnh tam giác xác định vị trí vật thể dựa trên khoảng cách đo được tới cột mốc biết trước. Trong hệ thống dẫn đường sử dụng phép đo này thông thường có ít nhất là 3 trạm phát đặt tại các vị trí biết trước ngoài môi trường và 1 trạm nhận đặt trên rô bốt. Hoặc ngược lại có 1 trạm phát đặt trên rô bốt và các trạm nhận đặt ngoài môi trường. Sử dụng thông tin về thời gian truyền của chùm tia hệ thống sẽ tính toán khoảng cách giữa các trạm phát cố định và trạm nhận đặt trên robot. GPS (Global Positionings Systems) - hệ thống định vị toàn cầu hoặc hệ thống cột mốc sử dụng cảm biến siêu âm là các ví dụ khi sử dụng phép đo 3 cạnh tam giác, phép đo 3 góc tam giác.

Định vị sử dụng vật mốc

• Hệ thống dẫn đường cột mốc

Tương tự như Hệ thống dẫn đường cột mốc chủ động nhưng đây là vật mốc nhân tạo và tự nhiên.

• Định vị sử dụng bản đồ

Rô bốt sử dụng các cảm biến được trang bị để tạo ra một bản đồ cục bộ môi trường xung quanh. Bản đồ này sau đó so sánh với bản đồ toàn cục lưu trữ sẵn trong bộ nhớ. Nếu tương ứng, rô bốt sẽ tính toán vị trí và góc hướng thực tế của nó trong môi trường.