Hệ thống điều khiển từ xa có phản hồi lực và thị giác và tránh vật cản nâng cao cho robot di động giống ô tô dựa trên cấu trúc mạng WAN
Email tác giả liên hệ:
thientd@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2025.1601Từ khóa:
Robot di động giống ô tô, Mạng diện rộng (WAN), Điều khiển từ xa, Giao thức truyền thông cấp cao (MQTT), Tránh vật cảnTóm tắt
Bài báo này trình bày một hệ thống điều khiển từ xa được cải tiến với hệ thống phản hồi lực và phản hồi thị giác với chức năng tránh chướng ngại vật cho một robot di động giống ô tô. Hệ thống được đề xuất bao gồm một trạm điều khiển cục bộ, một trạm điều khiển từ xa và một kênh truyền thông. Trạm điều khiển cục bộ cho phép người vận hành đưa ra các lệnh về tốc độ, góc lái và chế độ lái. Tại trạm điều khiển cục bộ, các hiệu ứng xúc giác được tạo ra từ các vật cản ở trạm điều khiển từ xa nhằm phản hồi cho người vận hành nhờ hệ thống phản hồi lực và thị giác. Trạm điều khiển từ xa là một robot di động giống ô tô thực hiện các lệnh điều khiển từ trạm điều khiển cục bộ và cung cấp phản hồi về trạng thái hoạt động của robot. Hơn nữa, robot có khả năng tránh chướng ngại vật thông qua giải thuật trường thế năng (PF) với các tín hiệu đầu vào là khoảng cách từ robot đến chướng ngại vật và một lực đẩy ảo ảnh hưởng đến cả góc lái của robot và hệ thống vô lăng phản hồi lực. Kênh truyền thông sẽ kết nối trạm điều khiển cục bộ và trạm điều khiển từ xa không dây dựa trên kiến trúc Mạng diện rộng (WAN) với Giao thức truyền thông cấp cao (MQTT) để giải quyết các vấn đề phức tạp như khoảng cách điều khiển, độ trễ, v.v. Một số thực nghiệm được tiến hành nhằm đánh giá hiệu quả của việc cung cấp cho người vận hành phản hồi xúc giác và thị giác ở bất kỳ khoảng cách điều khiển nào.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
S. Bonadies and S. A. Gadsden, "An overview of autonomous crop row navigation strategies for unmanned ground vehicles," Engineering in Agriculture, Environment and Food, vol. 12, no. 1, pp. 24-31, 2019, doi: 10.1016/j.eaef.2018.09.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eaef.2018.09.001
M. D. Moniruzzaman, A. Rassau, D. Chai, and S. M. S. Islam, "Teleoperation methods and enhancement techniques for mobile robots: A comprehensive survey," Robotics and Autonomous Systems, vol. 150, p. 103973, 2022, doi: 10.1016/j.robot.2021.103973. DOI: https://doi.org/10.1016/j.robot.2021.103973
T. Bellet et al., "From semi to fully autonomous vehicles: New emerging risks and ethico-legal challenges for human-machine interactions," Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, vol. 63, pp. 153-164, 2019, doi: 10.1016/j.trf.2019.04.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trf.2019.04.004
I. R. Nourbakhsh, K. Sycara, M. Koes, M. Yong, M. Lewis, and S. Burion, "Human-robot teaming for search and rescue," IEEE Pervasive Computing, vol. 4, no. 1, pp. 72-79, 2005, doi: 10.1109/MPRV.2005.13. DOI: https://doi.org/10.1109/MPRV.2005.13
N. Murakami et al., "Development of a teleoperation system for agricultural vehicles," Computers and Electronics in Agriculture, vol. 63, no. 1, pp. 81-88, 2008, doi: 10.1016/j.compag.2008.01.015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2008.01.015
F. Chen, Y. Huo, J. Zhu, and D. Fan, "A Review on the Study on MQTT Security Challenge," in 2020 IEEE International Conference on Smart Cloud (SmartCloud), 6-8 Nov. 2020, pp. 128-133, doi: 10.1109/SmartCloud49737.2020.00032. DOI: https://doi.org/10.1109/SmartCloud49737.2020.00032
M. D. Phung, C. H. Quach, X. Q. Vu, and Q. V. Tran, "Control of a Mobile Robot over the Internet Using CORBA as Communication Architecture," 2010.
D. C. Cuong, L. H. Linh, and H. H. Ngo, "Remote-controlled robot model using computer and radio waves," TNU Journal of Science and Technology, 2010.
H. H. Tran and D. T. Tran, "Design of a haptic feedback controller for robot operation," 2022.
A. Junaedy, H. Masuta, K. Sawai, T. Motoyoshi, and N. Takagi, "LPWAN-Based Real-Time 2D SLAM and Object Localization for Teleoperation Robot Control," Journal of Robotics and Mechatronics, vol. 33, no. 6, pp. 1326-1337, 2021, doi: 10.20965/jrm.2021.p1326. DOI: https://doi.org/10.20965/jrm.2021.p1326
F. Panchi, K. Hernández, and D. Chávez, "MQTT Protocol of IoT for Real Time Bilateral Teleoperation Applied to Car-like Mobile Robot," in 2018 IEEE Third Ecuador Technical Chapters Meeting (ETCM), 15-19 Oct. 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/ETCM.2018.8580299. DOI: https://doi.org/10.1109/ETCM.2018.8580299
S. M. H. Rostami, A. K. Sangaiah, J. Wang, and X. Liu, "Obstacle avoidance of mobile robots using modified artificial potential field algorithm," EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 2019, no. 1, p. 70, 2019, doi: 10.1186/s13638-019-1396-2. DOI: https://doi.org/10.1186/s13638-019-1396-2
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Bản quyền (c) 2025 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
