Chương 2: Một số loại robot chuyển động bằng bánh Hình 1.3. Robot Sojourner được sử dụng thám hiểm sao Hỏa năm 1997. Hầu hết các hoạt động được điều khiển ở trái đất. Tuy vậy nó vẫn phải sử dụng các cảm biến để phát hiện vật cản. Hình1.4. Robot AIRDUCT với kết cấu nhỏ gọn, nó được gắn camera để thu hình ảnh, có thể nhìn nghiêng, đi dọc theo tường, tránh vật cản. Hình 1.6. Robot Mbari’s Altex Auv (Autonomous Underware Vehicle) được sử dụng để hoạt động dưới đáy biển sâu ở Bắc Cực Hình 1.8. Robot Khepera dùng để nghiên cứu và học tập. Nó có đường kính 60mm, được tích hợp nhiều modun khác nhau như camera, tay kẹp Hình 1.7. Robot dẫn đường AGU (Autonomous Guided Vehicle) được sử dụng trong các bệnh viện 1.3.Phương pháp điều hướng cho robot tự hành Kỹ thuật điều hướng sử dụng trí thông minh nhân tạo trong robot tự hành có thể được chia thành 2 loại chính, đó là điều hướng có tính toán và điều hướng theo phản ứng. Đúng như tên gọi, điều hướng có tính toán là phương pháp điều hướng có kế h oạch còn điều hướng theo phản ứng là điều hướng tức thời, là quá trình tự động thực hiện các phản ứng theo môi trường xung quanh. Ngo ài ra còn có ph ương pháp điều hướng lai ghép là phương pháp kết hợp cả hai phương pháp có tính toán và điều hướng theo phản ứng để xây dựng một bộ điều khiển thông minh hơn. 1.3.1.Phương pháp điều hướng có tính toán Phương pháp điều hướng có tính toán là phương pháp thực hiện theo trình tự: quan sát – lập kế hoạch – hành động. Thông thường một hệ thống có tính toán bao gồm 5 k hâu: nhận thức(perception), mô hình thế giới(word modelling), lập kế hoạch(planning), thực hiện công việc(task excution) và điều khiển động cơ(motor control). Các khâu trên có thể được coi như là một chuỗi các “lát mỏng theo phương thẳng đứng” với các đầu vào là tín hiệu nhận được từ cảm biến ở phía bên trái và đầu ra tới các khâu chấp hành ở phía bên phải. Hình 1.8. Sơ đồ cấu trúc của phương pháp điều khiển có tính toán - Khâu nhận thức có nhiệm vụ điều khiển các thiết bị cảm ứng, các thiết bị này được nối với robot sẽ cho các thông tin về môi trường quan sát được. - Khâu mô hình thế giới: chuyển các tín hiệu từ cảm biển thành m ổ tả mối liên quan giữa robot với mô hình bên trong môi trường. - Khâu lập kế hoạch: cố gắng xây dựng kế hoạch thực hiện của robot sao cho đạt được mục ti êu phù hợp với tình trạng thế giới hiện thời. - Khâu thực hiện công việc: chia kế hoạch vừa được xây dựng thành các lệnh điều khiển chuyển động chi tiết Nh ận thức Mô hình thế giới Lập kế hoạch Thực hiện công việc Điều khiển động cơ Các khâu Ch ấp hành Các tín hiệu từ cảm biến - Khâu điều khiển động cơ: dùng để thực hiện các lệnh này. M ỗi một hệ thống con như là một khâu tương đối phức tạp và t ất cả phải hoạt động một cách đồng bộ với hoạt động của robot tại mọi thời điểm. Phương pháp này đòi hỏi phải trang bị các cảm biến, các thiết bị đo để nhận biết thông tin từ môi trường hoặc dạng thông tin dự đoán trước từ bản đồ toàn cục. Thông tin đó sẽ được tham chiếu với một bản đồ môi trường nếu có thể, và sử dụng thuật toán lập kế hoạch để tạo ra quỹ đạo chuyển động giúp robot tránh vật cản và tăng xác suất tới mục tiêu đến tối đa. Do sự phức tạp của môi trường làm tăng thời gian để nhận biết , xây dựng mô hình và l ập kế hoạch về thế giới cũng tăng theo hàm mũ. Đây cũng chính là bất lợi của phương pháp này. Phương pháp này tỏ ra rất hữu hiệu cho các tình huống mà trong đó môi trường làm việc là tương đối tĩnh (môi trường trong đó có thể bao gồm vật cản, tường chắn, hành lang, điểm đích, v.v là các đối tượng có vị trí không thay đổi trong bản đồ to àn cục). Trong phương pháp điều hướng có tính toán, khâu lập kế hoạch đường đi cho robot là cực kì quan trọng. Việc lập kế hoạch đường đi cho mobile robot thường có hai giai đoạn đó l à lập kế hoạch toàn cục và lập kế hoạch cục bộ. Lập kế hoạch toàn cục có thể được hiểu như là cách di chuyển robot qua một môi trường tùy ý và môi tr ường này là tương đối lớn. Còn lập kế hoạch cục bộ sẽ đưa ra quyết định khi robot đối mặt với môi trường tĩnh, ví dụ như khi robot gặp phải vật cản, hành lang…. Kế hoạch cục bộ đưa ra phương pháp để đi tới đích ngắn nhất, an to àn nhất. Chính vì thế khi gặp phải các vật cản, kế hoạch cục bộ sẽ giúp cho robot tránh không va chạm rồi mới tiếp tục thực hiện kế hoạch toàn cục để tới đích. . viện 1.3 .Phương pháp điều hướng cho robot tự hành Kỹ thuật điều hướng sử dụng trí thông minh nhân tạo trong robot tự hành có thể được chia thành 2 loại chính, đó là điều hướng có tính toán và điều. ph ương pháp điều hướng lai ghép là phương pháp kết hợp cả hai phương pháp có tính toán và điều hướng theo phản ứng để xây dựng một bộ điều khiển thông minh hơn. 1.3.1 .Phương pháp điều hướng. chấp hành ở phía bên phải. Hình 1.8. Sơ đồ cấu trúc của phương pháp điều khiển có tính toán - Khâu nhận thức có nhiệm vụ điều khiển các thiết bị cảm ứng, các thiết bị này được nối với robot