Transcript ทฤษฎีและหลักการที่เกี่ยวข้อง - ISL2

ระบบหุ่นยนต์หลายตัวสาหรับการควบคุมวัตถุ
MULTI-ROBOT SYSTEM FOR OBJECT MANIPULATION
นายรุง่ โรจน์
จินตเมธาสวัสดิ ์
5031061821
ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
อาจารย์ที่ปรึกษา
ผศ.ดร.อรรถวิทย์ สุดแสง
อ.ดร.นัทที
นิภานันท์
บทนำ

ทีม่ าของปญั หา
Task 1+2+3
Failure Rate:
Cost:
Spent Time:
Failure Rate:
Cost:
Spent Time:
หุน่ ยนต์ตวั เดียว

Task 1
Task 1
Task 3
Task 2
ระบบหุน่ ยนต์หลายตัว
วัตถุประสงค์
 เพือ
่ ศึกษาการทางานของระบบหุน่ ยนต์หลายตัว (ดูระบบทีพ่ ฒ
ั นาขึน้ )
โครงสร้ำงของระบบหุ่นยนต์หลำยตัว
User Program
10.0.0.14
Write once,
run anywhere
Console
10.0.0.16
Console
10.0.0.18
Console
10.0.0.20
10.0.0.13
10.0.0.15
10.0.0.17
ทฤษฎีและหลักกำรที่เกี่ยวข้อง

การตรวจหาวัตถุ
รับภาพ
แปลงภาพให้เป็ น
จากกล้อง
ภาพขาว-ดา
หาตาแหน่ ง และ
ขนาดของวัตถุ
ที่สนใจ
ทฤษฎีและหลักกำรที่เกี่ยวข้อง

ขัน้ ตอนการทางานของหุน่ ยนต์แต่ละตัว
หาวัตถุชิ้น
แรกที่พบ
หยิบวัตถุ
หาตาแหน่ ง
ปลายทาง
นาวัตถุไปวาง
ที่ปลายทาง
ทฤษฎีและหลักกำรที่เกี่ยวข้อง

การหลีกเลีย่ งการชนกัน
ทฤษฎีและหลักกำรที่เกี่ยวข้อง
การชนทีเ่ กิดจากมุมอับของกล้อง
กลุม่ หุน่ ยนต์เกิดการติดตาย
ทฤษฎีและหลักกำรที่เกี่ยวข้อง

การตรวจจับความผิดพลาดของหุน่ ยนต์ภายในระบบ
ทางานแทนหุน่ ยนต์ตวั ที่ 3
R1
Hold Blue, R2
R2
Hold Green, R1
Hold Green,
R1
Hold Red, R3
R3
Hold Blue,
R2
ผลการทดสอบระบบ
Configuration
(R, G, B, R1, R2, …)
ผลการทดสอบความแม่นยาในการจับวัตถุ
Configuration
((90, 10), null, null, (10, 90), null)
(null, (90, 10), null, (10, 90), null)
(null, null, (90, 10),(10, 90), null)
((80, 30), null, null, (10, 90), null)
(null, (80, 30), null, (10, 90), null)
(null, null, (80, 30),(10, 90), null)
((85, 50), null, null, (10, 90), null)
(null, (85, 50), null, (10, 90), null)
(null, null, (85, 50),(10, 90), null)
((50, 50), null, null, (10, 90), null)
(null, (50, 50), null, (10, 90), null)
(null, null, (50, 50),(10, 90), null)
((40, 75), null, null, (10, 90), null)
(null, (40, 75), null, (10, 90), null)
(null, null, (40, 75),(10, 90), null)
ครัง้ ที่
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ผลการทดสอบ
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสเี ขียวได้
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสแี ดงได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสเี ขียวได้
หุน่ ยนต์หาวัตถุไม่พบ
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสแี ดงได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสเี ขียวไม่ได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสนี ้ าเงินได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสแี ดงได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสเี ขียวได้
หุน่ ยนต์หยิบวัตถุสนี ้ าเงินได้
ความแม่นยา
= 8 / 15 x 100%
= 53.33%
ผลการทดสอบความสามารถในการป้ องกันการชน
Configuration
(null, (30, 0), (100, 70)), (20, 70), (30, 80))
(null , (30, 0), (100, 50), (20, 50), (30, 80))
null , (30, 0), (100, 30), (20, 30), (30, 80))
(null , (50, 0), (100, 70), (20, 70), (50, 80))
(null , (50, 0), (100, 50), (20, 50), (50, 80))
ครัง้ ที่
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ผลการทดสอบ
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตัง้ แต่เริม่ การทางาน
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตัง้ แต่เริม่ การทางาน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 ไม่เห็นหุน่ ยนต์ R1 แต่ไม่เกิดการชนกัน
หุน่ ยนต์ R2 ไม่เห็นหุน่ ยนต์ R1 แต่ไม่เกิดการชนกัน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตรงกลางสนาม
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตรงกลางสนาม
ผลการทดสอบความสามารถในการป้ องกันการชน (ต่อ)
Configuration
(null , (50, 0), (100, 30), (20, 30), (50, 80))
(null , (70, 0), (100, 70), (20,70), (70, 80))
(null , (70, 0), (100, 50), (20, 50), (70, 80))
(null , (70, 0), (100, 30), (20, 30), (70, 80))
ครัง้ ที่
11
12
13
14
15
16
17
18
ความแม่นยา
ผลการทดสอบ
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 วิง่ เข้าหาหุน่ ยนต์ R1 เพราะคิดว่าเป็ นวัตถุสนี ้ าเงิน
หุน่ ยนต์ R2 วิง่ เข้าหาหุน่ ยนต์ R1 เพราะคิดว่าเป็ นวัตถุสนี ้ าเงิน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R2 หยุดรอหุน่ ยนต์ R1 ให้เคลื่อนทีผ่ า่ นไปก่อน
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตรงบริเวณวัตถุ
หุน่ ยนต์ R1 และ R2 ชนกันตรงบริเวณวัตถุ
= 10 / 18 x 100%
= 55.56%
ผลการทดสอบความทนทานต่อความผิดพลาด
สถานะการทางานของหุ่นยนต์
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 ยังหาวัตถุท่ี
จะเข้าไปจับไม่เจอ
ครัง้ ที่
1
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 หาวัตถุทจ่ี ะเข้าไปจับได้แล้ว
และหุน่ ยนต์ตวั ที่ 1 กาลังทางานอยู่
2
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 หาวัตถุทจ่ี ะเข้าไปจับได้แล้ว
แต่หนุ่ ยนต์ตวั ที่ 1 ว่างงาน
3
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 ว่างงาน
4
ผลการทดสอบ
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 1 ทางาน
ต่อจนเสร็จ
เมือ่ หุน่ ยนต์ตวั ที่ 1 ทางาน
เสร็จแล้ว จึงจะไปช่วย
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 ทางาน
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 1 เริม่ การ
ทางานอีกครัง้ โดยจะไป
ช่วยหุน่ ยนต์ตวั ที่ 2 ทางาน
หุน่ ยนต์ตวั ที่ 1 ทางาน
ต่อจนเสร็จ
ความแม่นยา
= 4 / 4 x 100%
= 100%
ผลการทดสอบความถูกต้องโดยรวม
1
ผลการทดสอบ
จานวน 18 ครัง้
ทางานสาเร็จ 15 ครัง้
เวลาที่ใช้โดยเฉลี่ย
(กรณี ที่ทางานถูกต้อง)
37.9
ส่วนเบี่ยงเบน
มาตรฐาน
3.71
2
ทางานสาเร็จ 5 ครัง้
30.6*
3.32*
3
ทางานสาเร็จ 3 ครัง้
22.7
2.97
จานวนหุ่นยนต์
*คิดจากค่าการทดสอบ 4 ครัง้ และตัดผลการทดสอบ 1 ครัง้ ทีม่ คี ่าสูงผิดปกติออกไป
ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ
ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ



ระบบหุน่ ยนต์หลายตัวแบ่งงานกันทาได้จริง
แต่การเพิม่ จานวนหุน่ ยนต์ ก็จะทาให้เกิดปญั หามาก
ระบบหุน่ ยนต์ทนต่อความผิดพลาดได้เฉพาะความผิดพลาดแบบแครช (Crash)
ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ (ต่อ)

ระบบหุน่ ยนต์หลายตัวทีด่ ี หุน่ ยนต์แต่ละตัว จะต้อง
 ได้รบ
ั ปริมาณงานทีเ่ ท่าๆ กัน
 มีความสามารถในการจัดการความผิดพลาดทีด
่ ี
 ควรจะต้องเรียนรูค
้ วามสามารถและการกระทาของตัวมันเอง
แนวทางการพัฒนาต่อในอนาคต





พัฒนาวิธกี ารหลีกหุน่ ยนต์ตวั อื่นภายในสนามให้มปี ระสิทธิภาพมากขึน้
พัฒนาวิธกี ารตรวจจับวัตถุให้มปี ระสิทธิภาพมากขึน้
พัฒนาหุน่ ยนต์ให้สามารถตรวจจับการทางานแบบอาร์บทิ รารี่ (Arbitrary) ได้
พัฒนาหุน่ ยนต์ให้สามารถทานายการเคลื่อนทีล่ ่วงหน้าได้ เพือ่ ลดปริมาณของ
ข้อมูลในเครือข่าย
นาแขนจับของวัตถุออก และพัฒนาให้หุน่ ยนต์เรียนรูว้ ธิ กี ารจับวัตถุทถ่ี กู ต้องได้
Q&A