Nghiên cứu và thử nghiệm robot di động bám quỹ đạo dùng giải thuật Pure Pursuit thích nghi

Nguyễn Ngọc Tuấn, Châu Trung Tín, Lê Minh Phụng, Trần Hoàng Xuân Thắng, Nguyễn Văn Toàn, Nguyễn Xuân Vinh

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của robot di động là bám quỹ đạo. Nhiệm vụ này nhằm duy trì sự ổn định của hướng di chuyển để đảm bảo đạt được một quỹ đạo chính xác. Bộ điều khiển dựa trên hình học tương đối phổ biến và được triển khai trên robot di động và xe tự hành, tiêu biểu có giải thuật Pure Pursuit. Trong bài báo này nhóm tác giả tập trung vào nghiên cứu mô hình động học và triển khai giải thuật Pure Pursuit thích nghi lên mô hình robot di động hai bánh độc lập. Giải thuật được mô phỏng bằng phần mềm MATLAB/Simulink để đánh giá hiệu suất bám quỹ đạo thông qua các trường hợp khi thay đổi giá trị độ dài tiêu điểm và vận tốc. Kết quả mô phỏng được tổng hợp và đánh giá để làm cơ sở để đề xuất bộ điều khiển Pure Pursuit thích nghi vận tốc nhằm nâng cao hiệu suất của bộ điều khiển. Sau đó nhóm tác giả triển khai thiết kế và chế tạo một robot di động để đánh giá hiệu suất bám quỹ đạo của robot ở môi trường thực tế.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

A. E. S. B. Ibrahim (2016). “Wheeled mobile robot trajectory tracking using sliding mode control,” Journal of Computer Science, vol. 12, no. 1, 48-55. DOI: 10.3844/JCSSP.2016.48.55.
AbdElmoniem, A., Afif, Y. T., Maged, S. A., Abdelaziz, M., & Hammad, S. (2021). Adaptive purepursuit controller based on particle swarm optimization (pso-pure-pursuit). In 2021 16th
International Conference on Computer Engineering and Systems (ICCES), 1-6. IEEE, December.
B. Sandeep Kumar Malu, J. Majumdar, S. Kumar Malu α, and J. Majumdar σ (2014). “Kinematics, Localization and Control of Differential Drive Mobile Robot”, Global Journal of Researches in Engineering, vol. 14.
J. E. Normey-Rico, I. Alcalá, J. Gómez-Ortega, and E. F. Camacho (2001). “Mobile robot path tracking using a robust PID controller,” Control Engineering Practice, vol. 9, no. 11, 1209-1214, Nov. DOI: 10.1016/S0967-0661(01)00066-1.
J. Morales, J. L. Martínez, M. A. Martínez, and A. Mandow (2009). “Pure-pursuit reactive path tracking for nonholonomic mobile robots with a 2D laser scanner,” Eurasip Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2009. DOI: 10.1155/2009/935237.
M. R. H. Al-Dahhan and M. M. Ali (2016). “Path tracking control of a mobile robot using fuzzy logic,” 13th International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices, SSD 2016, 82-88, May. DOI: 10.1109/SSD.2016.7473656.
O. Yaseen Ismael, and J. Hedley (2016). “Analysis, Design, and Implementation of an Omnidirectional Mobile Robot Platform,” American Scientific Research Journal for Engineering, vol. 22, no. 1, 195-209, July.
T. T. Pham, M. T. Le, and C. N. Nguyen (2021). “Omnidirectional Mobile Robot Trajectory Tracking Control with Diversity of Inputs,” International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, vol. 10, no. 11, 639-644, Nov. DOI: 10.18178/ijmerr.10.11.639-644.
Y. Chen, Y. Shan, L. Chen, K. Huang, and D. Cao (2018). “Optimization of Pure Pursuit Controller based on PID Controller and Low-pass Filter,” IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Proceedings, ITSC, vol. 2018-November, 3294-3299, Dec. DOI: 10.1109/ITSC.2018.8569416.
Y. Liu, J. J. Zhu, R. L. Williams, and J. Wu (2008). “Omni-directional mobile robot controller based on trajectory linearization,” Robotics and Autonomous Systems, vol. 56, no. 5, 461-479, May. DOI: 10.1016/j.robot.2007.08.007.