THIẾT KẾ MÔ HÌNH SLAM ROBOT BỐN BÁNH CHỦ ĐỘNG SỬ DỤNG ROS

Lưu Trọng Hiếu; Võ Công Thành; Trịnh Nguyễn Minh Nhựt; Nguyễn Khắc Nguyên

doi:10.34238/tnu-jst.6113

THIẾT KẾ MÔ HÌNH SLAM ROBOT BỐN BÁNH CHỦ ĐỘNG SỬ DỤNG ROS

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 03/06/22 Ngày hoàn thiện: 24/06/22 Ngày đăng: 24/06/22

Các tác giả

1. Lưu Trọng Hiếu , Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ
2. Võ Công Thành, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ
3. Trịnh Nguyễn Minh Nhựt, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ
4. Nguyễn Khắc Nguyên, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ

Tóm tắt

Lĩnh vực robot di động vẫn là chủ đề được nhiều nhà khoa học quan tâm do khả năng di chuyển, khám phá và tìm hiểu những địa điểm mà con người không tới được. Trong đó, Slam với hệ điều hành robot (robot operating system - ROS) đang là xu hướng phát triển chính. Tuy nhiên, các nghiên cứu đa số tập trung vào mô phỏng thuật toán hoặc dựa vào các mô hình robot hai bánh đã bán trên thị trường. Nghiên cứu này đề xuất thiết kế một mô hình robot bốn bánh chủ động có thể hoạt động như một Slam dựa vào ROS. Toàn bộ hệ thống bao gồm: i) bộ điều khiển cấp thấp và ii) bộ điều khiển cấp cao. Trong đó bộ điều khiển cấp thấp điều khiển và gửi thông tin vận tốc về bộ cấp cao. Bộ điều khiển cấp cao thu thập dữ liệu môi trường từ cảm biến Lidar, xây dựng bản đồ và thiết lập bài toán động học từ dữ liệu nhận về. Kết quả thử nghiệm tại phòng thí nghiệm và một mê cung nhân tạo cho thấy robot hoạt động tốt, khi có thể xây dựng được bản đồ và diện tích vùng quan sát được có diện tích chính xác cao. Bên cạnh đó, robot cũng có thể di chuyển trong bản đồ theo yêu cầu của người điều khiển.

Từ khóa

Slam Robot; Bộ lái 4 bánh chủ động; ROS; Hệ thống định vị; Xây dựng bản đồ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J. Leonard, H. Durrant-Whyte, and I. J. Cox, "Dynamic map building for autonomous mobile robot," EEE International Workshop on Intelligent Robots and Systems, Towards a New Frontier of Applications, vol. 1, pp. 89-96, 1990.

[2] H. Durrant-Whyte and T. Bailey, "Simultaneous localization and mapping: part I," IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 13, no. 2, pp. 99-110, June 2006.

[3] T. Bailey and H. Durrant-Whyte, "Simultaneous localization and mapping (SLAM): part II," IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 13, no. 3, pp. 108-117, Sept. 2006.

[4] I. Z. Ibragimov and I. M. Afanasyev, "Comparison of ROS-based visual SLAM methods in homogeneous indoor environment," 14th Workshop on Positioning, Navigation and Communications (WPNC), 2017, pp. 1-6.

[5] Y. Abdelrasoul, A. B. S. H. Saman, and P. Sebastian, "A quantitative study of tuning ROS gmapping parameters and their effect on performing indoor 2D SLAM," 2nd IEEE International Symposium on Robotics and Manufacturing Automation (ROMA), 2016, pp. 1-6.

[6] S. Park and G. Lee, "Mapping and localization of cooperative robots by ROS and SLAM in unknown working area," 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE), 2017, pp. 858-861.

[7] M. Rojas-Fernández, D. Mújica-Vargas, M. Matuz-Cruz, and D. López-Borreguero, "Performance comparison of 2D SLAM techniques available in ROS using a differential drive robot," International Conference on Electronics, Communications and Computers (CONIELECOMP), 2018, pp. 50-58.

[8] T. H. Luu, L. H. Le, and H. H. Nguyen, "Design and simulation of fuzzy control for mobile robot," (in Vietnamese), Journal of Science and Technology – the University of Da Nang, vol. 1, no. 86, pp. 48-51, 2015.

[9] T. A. Tran, H. H. Nguyen, T. H. Luu, and L. H. Le, "A navigation and analysis system using autonomous mobile robot with ceiling camera and onboard micro-spectrometer," (in Vietnamese), Journal of Science and Technology – the University of Da Nang, vol. 11, no. 86, pp. 48-51, 2016.

[10] A. H. Phan, N. D. Bui, D. Q. H. Tran, D. T. Vu, and V. T. T. Nguyen, "Research and development a mapping and navigation simultaneously using ROS system" (in Vietnamese), The 23nd National Conference on Electronics, Communications and Information Technology, 2020.

[11] M. B. Dinh, V. A. Dang, T. C. Nguyen, and X. V. Hoang, "Evaluation and Optimization of Hector SLAM Algorithm for mapping and navigation on Pimouse Robot," (in Vietnamese), The 24nd National Conference on Electronics, Communications and Information Technology, 2021.

[12] E. Marder-Eppstein, E. Berger, T. Foote, B. Gerkey and K. Konolige, "The Office Marathon: Robust navigation in an indoor office environment," IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2010, pp. 300-307.

[13] D. Fox, W. Burgard, and S. Thrun, "The dynamic window approach to collision avoidance," IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 4, no. 1, pp. 23-33, March 1997.

[14] G. Grisetti, C. Stachniss, and W. Burgard, "Improved Techniques for Grid Mapping With Rao-Blackwellized Particle Filters," IEEE Transactions on Robotics, vol. 23, no. 1, pp. 34-46, Feb. 2007.

[15] H. Jiří. "Map-merging for multi-robot system," Barchelor Thesis, Charles University in Prague, Falculty of Mathematics and Physics, 2016.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6113

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ