CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập- Tự do- Hạnh phúc
TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nông Minh Ngọc
Tên luận án: Nghiên cứu phương pháp tìm đường cho robot dựa trên tính toán va chạm.
Ngành khoa học của luận án: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Quản lý Hệ thống thông tin Mã số: 9480205.01QTD
Tên đơn vị đào tạo: Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội
- Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án
Mục đích của luận án: Luận án nghiên cứu xây dựng thuật toán tránh va chạm mới cho robot tự hành khi biết trước các thông tin như quỹ đạo, vận tốc, kích thước của robot.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Các phương pháp phát hiện, tránh va chạm cho robot tự hành, kĩ thuật tính toán va chạm dựa trên hộp bao theo hướng và kĩ thuật tính toán va chạm dựa trên xác suất. Các thuật toán, phương pháp toán tính toán va chạm dựa trên xác suất va chạm và phân vùng đồng mức xác suất va chạm.
- Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng
Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các tài liệu liên quan đến kho hàng thông minh, tự động hóa kho hàng và vai trò của robot tự hành trong các hệ thống. Từ đó, xác định lớp bài toán phát hiện, tránh va chạm cho robot tự hành (các bài báo, tạp chí, trên mạng Internet…) là cơ sở để đề xuất cải tiến thuật toán tránh va chạm cho robot và phương pháp tính toán va chạm, phân vùng va chạm dựa trên xác suất va chạm của robot với vật cản.
Thu thập và nghiên cứu tài liệu về các nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới và Việt nam về vấn đề giám sát thông minh bằng hình ảnh.
Phân tích, lựa chọn và thiết kế thuật toán.
Thử nghiệm bằng lập trình và đánh giá kết quả một số phương pháp đề xuất.
- Các kết quả chính và kết luận
3.1. Các kết quả chính
Kết quả nghiên cứu của luận án được trình bày trên 109 trang, gồm ba chương nội dung trình bày về tổng quan kho hàng thông minh và các lợi điểm của hệ thống trong xu thế phát triển toàn cầu và sự phát triển của công nghệ 4.0. Đồng thời, cung cấp một cái nhìn tổng thể về cấu tạo, thành phần và vai trò của tự động hóa kho hàng, đặc biệt là vai trò trụ cột của robot tự hành trong công đoạn tự động hóa nhà kho. Cùng với đó, những vấn đề về phát hiện, tránh va chạm cho robot đã được phát biểu. Trên cơ sở những vấn đề được đặt ra, luận án tiếp tục trình bày những luận điểm, phương pháp và thuật toán đề xuất cho robot tìm đường, tránh vật cản và các kĩ thuật nâng cao hiệu quả phát hiện, tính toán va chạm cho robot hoạt động trong hệ thống kho hàng thông minh.
Kết quả chính của luận án:
1- Đề xuất kĩ thuật tránh va chạm dựa trên cấu trúc cây phân lớp hệ bao BVH hỗ trợ việc phát hiện va chạm nhanh va chạm giữa robot và vật cản, đồng thời kết hợp cải tiến thuật toán tìm đường và tránh va chạm cho robot tự hành dựa trên phương pháp Elastic strips gốc.
2- Đề xuất mô hình tính toán va chạm dựa tên xác suất với cơ sở toán học thể tích; Thuật toán phát hiện, tránh va chạm dựa trên phân vùng đồng mức va chạm, các mô hình xác suất va chạm P và (1-P).
3.2. Kết luận
Với mô hình xác suất va chạm P và (1-P), thuật toán phát hiện, tránh va chạm để xuất sẽ tiếp tục được nghiên cứu mở rộng với môi trường kết hợp nhiều robot tự hành làm việc song song. Việc phát triển hướng nghiên cứu sẽ được tính toán và cải đặt kiểm thử cho môi trường 3D với hệ robot tay máy nhằm hoàn thiện hơn nữa thuật toán phát hiện, tránh va chạm cho robot trong thực tế.
Hà Nội, ngày 20 tháng 02 năm 2023
| ĐẠI DIỆN TẬP THỂ
CÁN BỘ HƯỚNG DẤN
PGS.TS Đỗ Năng Toàn
|
NGHIÊN CỨU SINH
Nông Minh Ngọc |
| XÁC NHẬN CỦA CƠ SỞ ĐÀO TẠO
|
|
SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM
Independence – Freedom – Happiness
SUMMARY OF PhD DISSERTATION
The author’s name: Nong Minh Ngoc
Thesis title: Research on path finding for robots based on collision caculation.
Science of the thesis: Information Technology
Major: Information Systems Management Code: 9480205.01QTD
The name of postgraduate training institution: Institute of Information Technology, Vietnam National University, Hanoi
- Purpose and object of the dissertation
Purpose of the dissertation: The dissertation studied the development of a new collision avoidance algorithm for autonomous robots based on advance information such as the orbit, velocity, and size of the robot.
Research object and scope: Methods of detecting and avoiding collisions for autonomous robots; techniques for calculating collisions based on bounding volume and techniques for calculating collision probability; algorithms and computational methods that calculate collision probability and partition of collision probability.
- Research methods
Research, analyze and synthesize documents related to smart warehouses, warehouse automation and the role of autonomous robots in systems. Based on that, identify the layer of collision detection and avoidance problems for autonomous robots (articles, magazines, the Internet…) which served as ithe basis for proposing an improvement algorithm for collision avoidance, collision calculation methods, and collision partitions based on the probability
Collect and study documents on other studies conducted in the world and in Vietnam on the issue of intelligent visual surveillance.
Analyze, select and design algorithms.
Testby programming and evaluating the results of some proposed methods.
- The Major results and conclusions
3.1. The mjor results
The research results of the dissertation are presented on 109 pages, including three chapters presenting the overview of smart warehouses and the advantages of the system in the world’s trend and the 4.0 technology. Futhermore, it provides an overview of the structure, composition and role of warehouse automation, especially the main role of autonomous robots in warehouse automation. Along with that, the problems of detecting and avoiding collisions for robots have been stated. On the basis of the issues raised, the dissertation continues to present the proposed points, methods and algorithms for the robot to find the way, avoid obstacles and techniques to improve the efficiency of detecting and calculating collisions for robots operating in intelligent warehouse systems.
The major results of the dissertation:
1- Propose a technique of collision advoidance based on the structure of the BVH that supports the detection of a quick collision between robots and obstacles, and concurrently combine improvement of path finding and collision advoidance for autonomous robots based on the original Elastic Strips method.
- Propose new model of collision calculation based on probability with volumetric mathematics; The collision detectiong and avoidance algorithm based on the calculation of the collision probability, partition of collision probability, the collision probability models P and (1-P).
3.2. Conclusions
With the collision probability model P and (1-P), the collision detection and avoidance algorithm will continue to be studied extensively with a combined environment of many autonomous robots working in parallel. The development of the research direction will be calculated and put to the test for the 3D environment with the robotic robot system to further improve the collision detection and advoidance algorithm in reality.
Hanoi, February 20th ,2023
| SUPERVISOR(S)
Asso/Prof. Dr. Do Nang Toan |
PHD. STUDENT
Nong Minh Ngoc |
|
CONFIRMATION OF TRAINING INSTITUTION
|
|
THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI
CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Đề tài luận án: Nghiên cứu phương pháp tìm đường cho robot dựa trên tính toán va chạm
Chuyên ngành: Quản lý Hệ thống thông tin
Mã số: 9480205.01QTD
Họ và tên nghiên cứu sinh: Nông Minh Ngọc
Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đỗ Năng Toàn
- PGS.TS Vũ Việt Vũ
Cơ sở đào tạo:Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội
NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
1/ Đề xuất kĩ thuật tránh va chạm dựa trên cấu trúc cây phân lớp hệ bao BVH hỗ trợ việc phát hiện va chạm nhanh va chạm giữa robot và vật cản, đồng thời kết hợp cải tiến thuật toán tìm đường và tránh va chạm cho robot tự hành dựa trên phương pháp Elastic strips gốc.
2/ Đề xuất mô hình tính toán va chạm dựa tên xác suất với cơ sở toán học thể tích; Thuật toán phát hiện, tránh va chạm dựa trên phân vùng đồng mức va chạm, các mô hình xác suất va chạm P và (1-P).
| NGƯỜI HƯỚNG DẪN
THỨ NHẤT PGS. TS. Đỗ Năng Toàn |
NGƯỜI HƯỚNG DẪN THỨ HAI
PGS. TS. Vũ Việt Vũ |
NGHIÊN CỨU SINH
|
SUMMARY OF NEW CONCLUSION IN THE DOCTORAL THESIS
Thesis topic : Research on path finding for robots based on collision caculation
Major : Information System Management
Code : 9480205.01QTD
PhD Candidate: Nong Minh Ngoc
Supervisor: 1. Assoc. Prof. Dr.Do Nang Toan
2. Assoc. Prof. Dr. Vu Viet Vu
Training institution: The Information Technology Institute (ITI) – Vietnam National University, Hanoi
SUMMARY OF NEW CONCLUSIONS IN SCIENCE DISSERTATION
1/ Propose a technique of collision detection between robots and obstacles based on bounding volume hierarchy (BVH) combined with modification of Elastic strips method for path finding robots to avoid obstacles in the environment.
2/ Propose new model of collision calculation based on probability with volumetric mathematics; a method of finding a path for a robot is proposed based on the calculation of the collision probability, partition of collision probability, the collision probability models P and (1-P).
| THE FIRST INSTRUCTOR
Asso/Prof. Dr. Do Nang Toan |
THE SENCOND INSTRUCTOR
Asso/Prof. Dr. Vu Viet Vu |
PHD. STUDENT
Nong Minh Ngoc |
