Đồ án tốt nghiệp - Lập trình Robot 3 bánh di chuyển theo người sử dụng camera Kinect

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LẬP TRÌNH ROBOT 3 BÁNH DI CHUYỂN THEO
NGƢỜI SỬ DỤNG CAMERA KINECT
SVTH1: VÕ NGỌC THẨM
MSSV : 13141608
SVTH2: NGUYỄN HỮU MINH ANH
MSSV : 13141005
Khóa : 2013 – 2017
Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông
GVHD :Ths. NGUYỄN TẤN NHƢ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 7 năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Võ Ngọc Thẩm
Nguyễn Hữu Minh Anh

MSSV: 13141608
MSSV: 13141005

Ngành:Công Nghệ Kỹ Thuật Điện tử, Truyền thông

Lớp: 13141CLDT2

Giảng viên hƣớng dẫn: Nguyễn Tấn Nhƣ

ĐT:0983483098

Ngày nhâ ̣n đề tài: 21/02/2017

Ngày nộp đề tài: 11/7/2017

1. Tên đề tài: Lập trình Robot 3 bánh di chuyển theo
ngƣời sử dụng camera Kinect.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Bên cạnh kiến thức cơ bản về các môn Mạch điện, Điện
tử cơ bản,Vi xử lý và Lập trình nhúng. Đồ án đã đƣợc
thực hiện trên cơ sở nghiên cứu và tham khảo những đồ
án tốt nghiệp, công trình nghiên cứu khoa học trong lĩnh
vực điều khiển Robot ứng dụng trên thực tế, ứng dụng
lợi ích của camera Kinect và sự hỗ trợ rất phong phú của
hệ điều hành mã nguồn mở ROS cùng việc kết hợp các
linh kiện để tạo ra một con Robot có chức năng di
chuyển theo con ngƣời nhằm ứng dụng vào thực tiễn
cuộc sống.
3. Nội dung thƣ̣c hiê ̣n đề tài:
-

Tìm hiều về động cơ servo DC.

-

Tìm hiều về board arduno DUE.

-

Tìm hiểu về camera Kinect.
ii

-

Tìm hiều về phần mềm viết chƣơng trình cho
Arduino DUE.

-

Tìm hiểu về phần mềm ROS.

-

Tìm hiều thuật toán PID.

-

Thiết kế mạch điện bên trong.

-

Viết chƣơng trình xử lí cho board Arduino.

-

Cho robot chạy thực nghiệm.

-

Điều chỉnh cho robot hoạt động ổn định.

-

Viết quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp.

-

Báo cáo đề tài tốt nghiệp.

4. Sản phẩm:
Một Robot 3 bánh di chuyển theo ngƣời sử dụng camera
Kinect.

TRƢỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

iii

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: Võ Ngọc Thẩm
MSSV: 13141608
Nguyễn Hữu Minh Anh
MSSV: 13141005
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền Thông
Tên đề tài: Lập trình Robot 3 bánh di chuyển theo ngƣời sử dụng camera Kinect.
Họ và tên Giáo viên hƣớng dẫn: Nguyễn Tấn Nhƣ
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài &amp khối lƣợng thực hiện:
………………………………………………………………………………………
…………..……………………………………
...

...
* 10
oldRight = newRight
PID_rightMotor.Compute()
return
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void timer_5_interrupt_for_sending_to_server () {
//Prepare the datat for publishing the left and right velocity in radian
80

leftWheelVelocity.data = leftVelocity * 2 * M_PI
rightWheelVelocity.data = rightVelocity * 2 * M_PI
//Publish the left and right Velocity
leftWheelSpeed.publish (&ampleftWheelVelocity)
rightWheelSpeed.publish (&amprightWheelVelocity)
return
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void setup () {
// setup the pwm input reader
pinMode(PWM_l_a, OUTPUT)
pinMode(PWM_l_b, OUTPUT)
pinMode(PWM_r_a, OUTPUT)
pinMode(PWM_r_b, OUTPUT)
//Setup parameter for timer 3 for left motor
Timer3.attachInterrupt (timer_3_interrupt_for_left_motor)
Timer3.start (100000) //100ms
//Setup parameter for timer
Timer4.attachInterrupt (timer_4_interrupt_for_right_motor)
Timer4.start (100000) //100ms
//Setup timer for sending data to ROS server
Timer5.attachInterrupt (timer_5_interrupt_for_sending_to_server)
Timer5.start (100000) //100ms
//Setup PID parameters
PID_leftMotor.SetMode (AUTOMATIC)
PID_rightMotor.SetMode (AUTOMATIC)
PID_leftMotor.SetTunings (consKp, consKi, consKd)
PID_leftMotor.SetOutputLimits (-255, 255)
PID_rightMotor.SetTunings (consKp, consKi, consKd)
PID_rightMotor.SetOutputLimits (-255, 255)
//Setup ros environment
nh.initNode ()
nh.advertise (leftWheelSpeed)
nh.advertise (rightWheelSpeed)
nh.subscribe (leftSetpointSubscriber)
nh.subscribe (rightSetpointSubscriber)
81

}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void loop () {
// the PID value
// the value of the current setpoint of the left and right motor
// For left motor
if (leftPIDOutput 0) {
digitalWrite(PWM_l_b, LOW)
analogWrite(PWM_l_a, abs(leftPIDOutput))
} else {
if (leftPIDOutput 0) {
digitalWrite(PWM_l_a, LOW)
analogWrite(PWM_l_b, leftPIDOutput)
}
}
//For right motor
if (rightPIDOutput 0) {
digitalWrite(PWM_r_b, LOW)
analogWrite(PWM_r_a, abs(rightPIDOutput))
} else {
if (rightPIDOutput 0) {
digitalWrite(PWM_r_a, LOW)
analogWrite(PWM_r_b, rightPIDOutput)
}
}
//Spin ROS for updating system
nh.spinOnce ()
}
Chƣơng trình trên hệ điều hành ROS
Mã nguồn các chƣơng trình chạy trên hệ điều hành ROS đƣơc lƣu trữ trong CD
đính kèm.

82