طراحي و ساخت يك ربات بسترپويا براي پياده‌سازي تكنيك عدم برخورد با موانع بر اساس سيستم فازي و بينايي ماشين

Design and Development of a Mobile Robot for Implementing Obstacle Avoidance Techniques Based on Fuzzy Logic and Vision

اين مقاله طراحي مكانيك يك ربات بسترپويا با نام TLPR را ارائه مي دهد. دو الگوريتم مجزا براي سيستم عدم برخورد با موانع بر روي ربات پياده سازي شده است. برد كنترلي به كار گرفته شده در ربات مذكور آردوينو است كه يك برد منبع باز مي باشد. براي دريافت تصاوير مورد استفاده در بخش عدم برخورد و شناسايي اجسام از حسگر كينكت در ربات استفاده شده است. براي طراحي ساختار ربات از يك سيستم ساده و ابتكاري ارزان قيمت بهره برده شده است. براي سيستم عدم برخورد دو روش پياده سازي شده است. يك روش بر اساس حسگر مافوق صوت است. در اطراف ربات تعداد 5 عدد سنسور مافوق صوت كار گذاشته شده است. براي استفاده از سنسورهاي مذكور از متد فازي استفاده شده و قوانين مربوط به آن در متلب پياده سازي شده است. روش دوم، بر مبناي الگوريتم پردازش تصوير است. يك كينكت در بالاي ربات براي سيستم عدم برخورد با موانع نصب شده است. اين متد دوم در محيط نرم افزار ويژوال استوديو و با استفاده از كتابخانه اپن سي وي اجرا شده است. اين ربات پلتفرم مناسبي براي ربات هاي خانگي و خدماتي است. به دليل نصب لپ تاپ بر روي ربات مذكور، امكان پياده سازي انواع الگوريتم هاي پيشرفته كنترلي و پردازش تصوير وجود دارد.

This article presents the mechanical design process of a mobile robot which is named TLPR. Two separate algorithms are applied for obstacle avoidance purpose which are experimentally implemented on the proposed robot. The control board Arduino which is used for the under study robot is an open source board. In order to receive the images which are used for obstacle detecting and obstacle avoidance a Kinect sensor is installed in the proposed robot. The structure of TLPR is a creative, simple and low cost structure. Two methods are used for obstacle avoidance which are implemented on the proposed robot. The first one is based on ultrasonic sensor. Five ultrasonic sensors are set around the proposed robot structure. The fuzzy control is used to manage the output data of the ultrasonic sensors and the rules of the fuzzy control are set on the MATLAB software. The second method which is used for obstacle detection and avoidance is based on image processing algorithm. A Kinect sensor is set on the top of the robot structure which is used for image processing for detecting the obstacles. The second method consists in processing the Visual Studio software and it run based on the OpenCV library. The proposed robot is a desirable platform for the @home robots. The laptop which is set on the robot made the robot compatible for implementing the various control and image processing algorithms.