Xây dựng thuật toán dẫn đường tự động cho ROBOT nông nghiệp dùng công nghệ LiDAR :Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Trường

1

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Xây dựng thuật toán dẫn đường tự động cho ROBOT nông nghiệp

dùng công nghệ LiDAR

Mã số đề tài: 21/1DT 04

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thanh Đăng

Đơn vị thực hiện: Khoa Công Nghệ Điện Tử

2

LỜI CẢM ƠN

Đề tài này được thực hiện dưới sự tài trợ của Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh

với mã số 21/1DT 04. 23/HD-DHCN

3

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Xây dựng thuật toán dẫn đường tự động cho ROBOT nông nghiệp bằng công

nghệ LiDAR

1.2. Mã số: 21/1DT 04

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác

Vai trò thực hiện đề

tài

1 Th.S Nguyễn Thanh Đăng Đại học Công nghiệp Tp.HCM Chủ nhiệm

2 Th.S Lê Văn Hùng Đại học Công nghiệp Tp.HCM Thành viên

3 PGS. TS. Nguyễn Tấn Lũy Đại học Công nghiệp Tp.HCM Thành viên

4 Th.S Huỳnh Tuyết Vy Đại học Công nghiệp Tp.HCM Tham gia

5 Th.S Trương Năng Toàn Đại học Công nghiệp Tp.HCM Tham gia

6 Th.S Trần Hồng Vinh Đại học Công nghiệp Tp.HCM Tham gia

7 Th.S Đặng Quang Minh Đại học Công nghiệp Tp.HCM Tham gia

1.4. Đơn vị chủ trì:

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 03 năm 2021 đến tháng 03 năm 2022

1.5.2. Gia hạn (nếu có): gia hạn 6 tháng

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 9 năm 2021 đến tháng 04 năm 2022

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên nhân;

Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 55.000.000 VNĐ (Năm mươi triệu đồng).

II. Kết quả nghiên cứu.

1. Đặt vấn đề.

4

Xe tự hành và robot tự hành là lĩnh vực thu hút nhiều nghiên cứu ứng dụng trong những năm

gần đây. Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ vi mạch, các hãng công nghệ đã cho ra các

dòng máy tính có tốc độ xử lý cao có khả năng xử lý những thuật toán có độ phức tạp lớn

được sử dụng trong các robot tự hành. Vai trò của robot đã thay thế sức lao động của con

người nhiều mặt, trong đó thay thế vận hành của con người và thay thế suy nghĩ của con người

(dùng trí tuệ nhân tạo) đang được ứng dụng rộng rãi. Trong lĩnh vực giao thông, khả năng

ứng dụng của xe tự hành là xu hướng phát triển mạnh của nhân loại trong những thập niên

tới. Robot tự hành trong các lĩnh vực từ công nghiệp và nông nghiệp cũng phát triển chung

theo xu hướng này.

Trong nông nghiệp, vai trò tự hành có thể giúp ích cho con người nhiều phương diện như độ

chính xác cao, độ đồng đều cao, năng suất cao, đặc biệt giảm ảnh hưởng của hoá chất nông

nghiệp lên sức khoẻ con người. Đây là nhiệm vụ cấp bách của đề tài khi vận dụng các giải

thuật và cảm biến tiên tiến để xây giải thuật tự hành tiến tới thực nghiệm tự hành cho robot

nông nghiệp.

2. Mục tiêu.

a. Mục tiêu tổng quát:

Phân tích đặc trưng dữ liệu đám mây điểm LiDAR , tách đặc trưng cục bộ thông qua

DBSCAN. Xây dựng thuật toán tự hành cho robot nông nghiệp.

b. Mục tiêu cụ thể:

- Nghiên cứu và mô phỏng dữ liệu đám mây điểm LiDAR (point cloud LiDAR data)

- Xây dựng phương pháp ánh xạ bản đồ xác định vị trí của robot thông qua mật độ đám

mây điểm.

- Kết hợp dữ liệu bằng bộ lọc Kalman và FIR.

- Xây dựng kỹ thuật xử lý quay đầu cho robot dựa vào đặc trưng đám mây điểm.

- Xây dựng đường đi toàn cục và mô phỏng cơ chế tự hành cho robot

3. Phương pháp nghiên cứu

Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về robot tự hành.

− Cách tiếp cận: Đọc và tổng hợp tài liệu nghiên cứu đã được công bố, khảo sát các hệ thống

hiện có trong và ngoài nước.

− Kết quả: Mô hình các thuật toán tự hành cho robot.