طراحي و ساخت يك ربات متحرك خودكار مجهز به ليزرهاي رنگي و كنترل مسير آن بر اساس بينايي ماشين

Design and fabrication of an autonomous mobile robot equipped with color lasers and its trajectory control based on machine vision

اين مقاله يك روش جديد بر اساس بينايي ماشين براي تشخيص موانع و جلوگيري از برخورد ربات متحرك با آنها در محيط هاي هموار ناشناخته ارائه مي كند. كنترل مسير رباتهاي متحرك در محيط هاي ناشناخته يك مساله چالش برانگيز مي باشد به طوري كه سيستم اجتناب از موانع نسبت به جنس و شكل مانع مقاوم باشد. در اين پژوهش يك ربات متحرك طراحي و ساخته مي شود كه به يك دوربين مجهز است. همچنين الگوريتمي براي انجام پردازش تصوير به منظور تشخيص موانع موجود در محيط و كنترل مسير حركت پيشنهاد شده و روي ربات پياده سازي مي شود. سه ليزر رنگي بر روي ربات تعبيه شده است كه با زواياي مشخص در طول مسير حركت ربات نور مي تابانند. تصوير دريافتي ربات حاوي نقاط اين نورهاي رنگي مي باشند كه با انجام پردازش تصوير و تعيين مختصات آن ها، موقعيت مانع در صورت وجود تشخيص داده مي شود و دستور تغيير مسير و اجتناب از موانع به ربات داده مي شود. اين موانع مي توانند ساكن و يا پويا باشند. نتايج آزمايش نشان مي دهد كه روش پيشنهادي توانايي تشخيص و جلوگيري از برخورد با موانع با هرنوع شكل و جنسي را با قابليت اطمينان بالا دارا مي باشد در حالي كه ساير روش هاي موجود داراي محدوديت هايي در اين زمينه مي باشند.

This paper presents a new method based on machine vision for mobile robots to detect and avoid obstacles in unknown environments. One of the challenges of mobile robots trajectory control in unknown environments is that their obstacle avoidance system should be designed robust to material and the shape of the obstacle. In this research a mobile robot equipped with a camera is designed and fabricated. Also, an algorithm is proposed and implemented on the robot in order to detect obstacles by image processing and to control the robot trajectory. Three color laser pointers are mounted on the robot with certain angles that emit beams to the ground in front of the robot. The received images from camera contain these colored points whose coordinates are determined by image processing. Then the position of any possible obstacle is detected using the proposed algorithm and the robot is commanded to avoid obstacles by changing its path. These obstacles can be static or dynamic. Our experimental results show that the proposed method, with a high reliability, has the ability to detect and avoid obstacles of any shape and material whereas other similar methods were restricted in this regard.