Đề tài Nghiên cứu phát triển hệ Robot – camera tự động tìm kiếm và bám đối tượng di động VICON

Hệ thống điều khiển robotcó thị giác được sửdụng đểtheodõi các mục tiêu di động trong các ứngdụngcủa robot công nghiệpvà quốc phòng. Hệ thốngthịgiác có thể đượcphân thành hailớp, theo nhưcấu trúc của hệ, đó là hệ có camera gắn cố định và hệcócamera gắn trêntay máy (eye-in-hand). Tronghệcamera cố định, các camera được gắn cố địnhso với hệtọa độthực, thu thập ảnhcủa cảmục tiêu và của cảmôi trường. Mục đíchcủa hệnàylà cung cấptín hiệu điều khiển tay máy saocho tay máy đạt tới vị trímong muốn. Mục đíchcủa cấu trúceye-in-handlà điều khiểntay máy sao cho ảnh của mục tiêucố địnhhoặc di độngluônluôn được duytrì ởvịtrí mong muốn trên mặt phẳng ảnh thu được.Trêncơsở ảnh thu được từcamera, được số hóa và tích hợp trong vòng điều khiển phản hồi, hệ thống điều khiển các khớp của tay máy (DOF). Để cải thiện chất lượng của hệbám,các thuật điều khiểnkhác nhưthích nghi, tối ưu, lọc Kalman thường được sửdụng. Sốbậc tựdo của robottùy thuộc từng bài toán cụthể, ví dụkhi thểthay đổi không biết trước (do gió,ánhsángthay đổi). Các nghiên cứu vềhệmôi trường động bịbỏ khá xa sovới hệmôi trườngtĩnh do bị ảnhhưởng khá lớn của tốc độtính toán, cũngnhư độchính xác của việc phân tích ảnh. Dovậy, cónhiều thuật toán đểcải thiện tốc độxửlý ảnhvà xemxét đến các yếu tốnhiễu tác độnglên quá trình thuthập ảnh. Một tháchthức khác của bài toán visualservoing là việc phân loại đối tượng. Mộtrobotcóthểphải đối mặt với rấtnhiều đối tượng khác nhau, trong đó chỉ có một đối tượng quan tâm,còn các đối tượng khác thì không. Dovậy chúngta phải mởrộng khảnăng của hệthốngbao gồm chức năngthông minh tự nhận dạngchính xác đối tượng cầntìm. Đểnhận được thôngtinvềvịtrí của mục tiêu trong môi trường động, các đặc trưngcủa mục tiêurấtquan trọng. Các điểm lỗ, các góccạnh, các đặc trưng hìnhhọc của mục tiêu được phân tíchthông qua quá trình nhận dạng. Đặc tính vềtrọngtâmcủa mục tiêucóthểdễ dàngtính thông qua momen bậc nhất của ảnh, trong trườnghợpmôi trường tĩnh, nhưng trong trườnghợpmôi trường động, việc này rấtkhó thực hiện vìchiphíthờigian tính toán lớn.Một giải pháp hay được sửdụng đểlọc nhiễu, dựbáo vịtrí tiếp theo của mục tiêu, do đó giảm đáng kểthời gian xửlí ảnh, được trình bày trong trong bàibáo là phươngpháplọc Kalman. HệthốngVICON được thiết kếdựa trênsơ đồhình 1 được thửnghiệm trongphòngthí nghiệmcho kết quảtốt, mặc dù cómột sốhạn chếsẽ được trình bày ởphần sau. Bàibáo này được tổchức nhưsau. Phần thứnhất mô tảhệbám mục tiêu di động. Phần thứhai trình bày vềmôhình độnghọc của hệ thống. Phần tiếp theo giới thiệu vềmôhình bộlọc Kalmantrongdựbáo vịtrí mục tiêu. Phần thứ4 là thuật toánnhận dạng, xửlí ảnh. Kết quảthửnghiệm hệthốngVICON sẽ được trình bày ởphần 5.Cuối cùng là kết luận và hướngnghiên cứu tiếp theo.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC