WE ARE CEE

CENTER ELECTRICAL ENGINEERING

Mobile, Embedded System, PCB Layout, Robotics and UAV

Nghiên cứu & Chuyển giao CN

A 3D image capture system using a laser range finder for autonomous mobile robots.

A laser range finder (LRF) can provide a high resolution and accurate data receipt. This paper presents a 3D image capture system, which is built on a 2D range finder SICK-LMS 221 and controlled by a PID servo. The system is interfaced with a computer running Windows. The electronics and software used for controlling and synchronizing signals are developed and reported. The system has generated images of good 3D maps and the environment surrounding robots. The speed of data acquisition and the quality of the captured image are good enough so that they can be used for mapping in robot navigation. Due to a big data bottleneck in the real-time operation mode, an FPGA solution has been applied for processing such as filtering, segmentation, feature extraction, PID controlling, etc. Keyword: Laser range finder, 3D-laser image, 2D-laser scanner, PID controlling, FPGA.

Chi tiết

Localization of Networked Robot Systems Subject to Random Delay and Packet Loss

This paper deals with the problem of tracking control of the mobile robot with non-holonomic constraint. A controller with two control loops is designed. The inner loop generates control laws for the tangent and angular velocities to control the robot to follow the target trajectory. It is derived based on the robot kinematics and the Lyapunov theory. The outer loop employs the torque method to control the robot dynamics. A neural network is implemented to compensate the uncertainties caused by the dynamics model. The asymptotic stabilization of the whole system is proven by direct Lyapunov stabilization theory. Simulations in MATLAB confirmed the validity of the proposed method.

Chi tiết

ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI CỠ NHỎ

Trong những năm gần đây thiết bị bay không người lái (UAV) được nghiên cứu và phát triển rất mạnh mẽ, các nghiên cứu về mô hình hóa và điều khiển UAV đã được tăng lên nhanh chóng. Bài báo trình bày về mô hình toán học của UAV dạng cánh bằng trong môi trường nhiễu loạn. Matlab/Simulink được sử dụng để mô phỏng hoạt động của UAV, các đặc tính thu được sau khi mô phỏng được sử dụng để kiểm tra, phân tích và so sánh hoạt động của bộ điều khiển truyền thống PID. Từ kết quả nghiên cứu cho thấy cả hai bộ điều khiển PD và điều khiển mờ đều có thể thực hiện được việc điều khiển UAV tuy nhiên bộ điều khiển mờ thực hiện việc điều khiển nhanh chóng, chính xác và kháng lại sự ảnh hưởng của nhiễu dư. Từ khóa: Máy bay không người lái, điều khiển logic mờ, điều khiển PID

Chi tiết

MỘT PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN KHOẢNG CÁCH CÓ HIỆU CHUẨN TỪ CẢM BIẾN ẢNH ĐẾN MẶT NGƯỜI

Trong một hệ thống dựa trên sự tương tác giữa con người và máy tính, dự đoán khoảng cách bằng thị giác máy tính giữa máy ảnh và khuôn mặt người là một hoạt động quan trọng. Để tính toán khoảng cách giữa máy ảnh và khuôn mặt, một phương pháp ước tính dựa trên tính chất đồng dạng hình học của hai tam giác được đề xuất trong bài báo này, kỹ thuật xử lý ảnh phát hiện khuôn mặt cũng sẽ được được mô tả. Theo đó, lấy trung điểm của đỉnh khuôn mặt trong ảnh, một thuật toán có hiệu chuẩn được đề xuất để xác định khoảng cách từ máy ảnh đến khuôn mặt. Kiến ​​trúc cho tiến trình phát hiện khuôn mặt dựa trên mạng nơ-ron tích chập xếp chồng (Multi-task Cascaded Convolutional Networks - MTCNN) để phát hiện vị trí khuôn mặt trong ảnh sẽ được trình bày. Việc triển khai được thực hiện trong Python bằng cách sử dụng thư viện xử lý hình ảnh Intel OpenCV để giảm chi phí hệ thống. Thực nghiệm và ứng dụng thử nghiệm cho thấy thuật toán dự đoán khoảng cách dựa vào phát hiện khuôn mặt và phương pháp ước tính như đề xuất cho thấy độ chính xác cao và tốc độ tính toán nhanh.

Chi tiết

SỬ DỤNG BỘ LỌC KALMAN MỞ RỘNG THÍCH NGHI KẾT HỢP LOGIC MỜ CHO VÀI TOÁN ĐỊNH VỊ ROBOT DI ĐỘNG

Một trong những bài toán quan trọng trong bài toán dẫn đường cho robot di động là bài toán định vị robot. Bài báo trình bày vấn đề sử dụng bộ lọc Kalman mở rộng thích nghi dựa trên logic mờ (FL-EKF) để tăng hiệu quả cho vấn đề định vị robot di động hoạt động trong môi trường trong nhà chưa biết trước. Bộ lọc Kalman mở rộng (EKF) được cài đặt trên robot di động hai bánh vi sai độc lập, sau đó sử dụng hệ suy luận mờ để điều chỉnh trực tiếp ma trận hiệp phương sai nhiễu quá trình Q và nhiễu phép đo R. Quá trình này đã khắc phục được nhược điểm của bộ lọc EKF trong nhiều trường hợp sử dụng với ma trận Q và R là cố định hoặc khi không chắc chắn về giá trị của các ma trận này. Kết quả mô phỏng cho thấy khi sử dụng bộ lọc FL-EKF tốt hơn so với trường hợp sử dụng bộ lọc EKF thông thường khi đường đi ước lượng từ bộ lọc FL-EKF gần đúng với đường thực của robot. Một số giải pháp đề xuất để ứng dụng kết quả nghiên cứu và phát triển tiếp cũng được đề cập đến trong bài báo.

Chi tiết

Dẫn đường và tránh vật cản cho robot di động dựa trên ảnh laser 3D và siêu âm

Bài báo trình bày việc sử dụng hệ đo đa cảm biến với các sensor đo xa laser và siêu âm để thực hiện việc dẫn đường và tránh vật cản cho robot di động tự trị trong nhà. Hệ thống có khả năng thu nhận được hình ảnh 3D của môi trường gồm cả chiều cao của không gian. Từ đám mây dữ liệu các điểm ảnh ba chiều đó, một giải thuật ép ảnh và phát hiện vật cản IPaBD (3D-to-2D Image Pressure and Barriers Detection) đã được phát triển và áp dụng, cho phép tạo lập được một bản đồ toàn cục 2D phát hiện vật cản trên mặt phẳng chuyển động của robot. Bản đồ này làm cơ sở dữ liệu tốt cho các bước thiết kế quỹ đạo bằng giải thuật tìm kiếm A* hay phương pháp đồ thị Voronoir với hàm điều khiển Lyapunov. Chương trình tránh vật cản bằng phương pháp trường thếtrong không gian cục bộ cũng được phát triển để đưa robot tới đích an toàn.

Chi tiết

Thiết kế các thuật toán di truyền dựa trên điều khiển cấp cao hơn cho các nhà máy xử lý nước thải

Một nhà máy xử lý nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình khác nhau (ví dụ: vật lý, hóa học và sinh học) để xử lý nước thải công nghiệp và loại bỏ các chất ô nhiễm. Chủ đề này gần đây khuyến khích nhiều sự chú ý trong các lĩnh vực khác nhau để khám phá các phương pháp phù hợp để có thể loại bỏ các yếu tố hóa học hoặc sinh học khỏi nước thải. Bài báo này trình bày một thuật toán điều khiển dựa trên di truyền mới cho các nhà máy xử lý nước thải sinh học, nhằm mục đích cải thiện chất lượng nước thải và giảm chi phí vận hành. Bộ điều khiển tư thế chuyên nghiệp cho phép điều chỉnh oxy hòa tan trong lưu vực cuối cùng, SO; 5, theo các điều kiện hoạt động, thay vì duy trì nó ở một giá trị không đổi. thuật toán di truyền (GA) được sử dụng trong thiết kế điều khiển cấp cao hơn để xác minh giá trị mong muốn của cấp thấp hơn dựa trên nồng độ gen Amoni và amoniac nitro trong bể thứ tư, SNH; 4, các giá trị nồng độ trong bể thứ tư. Để sửa đổi các thông số điều chỉnh của mức cao hơn, một vùng điều chỉnh được xác định. Do đó, chất lượng nước thải đầu ra được cải thiện, giúp giảm tổng chi phí vận hành. Kết quả mô phỏng chứng minh những ưu điểm của phương pháp đề xuất.

Chi tiết

KIỂM SOÁT HÌNH THÀNH DỰA TRÊN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐA ROBOT: MỘT KHẢO SÁT

Trong những năm gần đây, điều khiển hình thành hệ thống muti-rô bốt trở thành một chủ đề nghiên cứu tích cực nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học do những ưu điểm vượt trội của chúng so với các hệ thống thông thường khác. Kiểm soát hình thành là một trong những công nghệ quan trọng để đạt được sự điều phối và kiểm soát của các robot di động theo bầy. Trong các chiến lược điều khiển nâng cao trong điều khiển đội hình, kỹ thuật dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) đã được chứng minh là hiệu quả cho các nhiệm vụ nhiều robot trong môi trường thay đổi động. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày cơ sở chi tiết và đánh giá toàn diện về điều khiển đội hình dựa trên trí tuệ nhân tạo trong các hệ thống nhiều robot đã được đề xuất trong các tài liệu hiện hành. Cuộc khảo sát này góp phần hiểu rõ hơn về các kỹ thuật AI để tăng cường khả năng điều khiển robot và làm sáng tỏ hướng nghiên cứu trong tương lai trong lĩnh vực này

Chi tiết

MẠNG UAV DỰA TRÊN BLOCKCHAIN TRONG CÁC ỨNG DỤNG THỰC TẾ

Công nghệ Blockchain đang phát triển ngày một mạnh mẽ và nó có thể được tích hợp vào nhiều hệ thống, cụ thể là mạng Robot di động, mạng UAV (máy bay không người lái) với các dịch vụ AI. Tuy nhiên, đây là một công nghệ mới, vì vậy nó vẫn là một lĩnh vực được rất nhiều nhà khoa học quan tâm. Trong bài báo này, chúng tôi thực hiện một cuộc khảo sát về nhiều phương pháp và nền tảng khác nhau cố gắng tận dụng sức mạnh của blockchain vào các hệ thống mạng UAV, để cải thiện các dịch vụ AI hoặc giải quyết các vấn đề chính có trong blockchain, có thể dẫn đến khả năng thực hiện các hệ thống UAVs với khả năng bảo mật tăng lên. Chúng tôi trình bày tổng quan, thảo luận về các phương pháp và kết luận bài báo với quan điểm của chúng tôi về tương lai của công nghệ này.

Chi tiết

A Framework of Formation Control Algorithms Applying to Multiple Unmanned Aerial Vehicles

Trong thời gian gần đây, hệ thống nhóm máy bay không người lái (UAV) được ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều ứng dụng. Do vậy, các lĩnh vực nghiên cứu nhằm tăng hiệu quả hoạt động của nhóm UAV như truyền thông, phân bổ nhiệm vụ, phối hợp hợp tác,v.v. được đẩy mạnh quan tâm nghiên cứu. Trong đó, điều khiển nhóm cho UAV là một trong những lĩnh vực quan trong và được nghiên cứu mạnh mẽ nhất. Trong bài báo này, một thuật toán điều khiển cho nhóm UAV được đề xuất. Đội hình UAV di chuyển bởi một robot trưởng nhóm (UAV). Chỉ robot này có thông tin về nhiệm vụ được giao. Trong quá trình di chuyển thực hiện nhiệm vụ, các UAV có khả năng tránh va trạm với nhau và với các chướng ngại vật trong môi trường. Kết quả mô phỏng chỉ ra tính hiệu quả của thuật toán được.

Chi tiết