MElibrary

 

Review

ปริญญานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการศึกษาและพัฒนาการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ฉบาทด้วยการควบคุมแบบฟัซซีลอจิก ระบบที่ดาเนินการแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วนหลัก คือ ส่วนของฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์ ในส่วนของฮาร์ดแวร์สามารถแบ่งออกได้เป็นอีก 3 ส่วนย่อย คือ ส่วนของตัวหุ่นยนต์ ชุดควบคุม เซนเซอร์ และแอคชูเอเตอร์ ตามลาดับ ขณะที่ส่วนของซอฟแวร์เป็นการออกแบบโปรแกรมควบคุมการเคลื่อนที่ด้วยภาษา VHDL อย่างไรก็ตามในการควบคุมแบบฟัซซีลอจิกนั้นจะพิจารณาจากจานวนตัวแปรอินพุตที่รับเข้ามา ซึ่งในที่นี้ใช้ตัวตรวจจับชนิดอินฟราเรดติดตั้งอยู่บริเวณด้านหน้าของหุ่นยนต์ทั้งหมด 3 ตัว โดยกาหนดให้ตัวตรวจจับแต่ละตัวมีฟังก์ชันความเป็นสมาชิกในระบบฟัซซีลอจิก คือ near กับ far ดังนั้นจานวนกฎที่สามารถออกแบบได้มีทั้งหมด 8 กฎ โดยในการออกแบบกฎแต่ละข้อนั้นจะต้องคานึงถึงเหตุและผลให้สอดคล้องกัน ซึ่งข้อมูลที่ได้จากกฎทางฟัซซีลอจิกนั้นจะถูกส่งต่อไปยังชุดควบคุมทาหน้าที่เป็นตัวควบคุมหลัก นอกจากนั้นชุดควบคุมดังกล่าวยังดาเนินการคานวณสมการการเคลื่อนที่ที่พัฒนามาจากสมการทางคณิตศาสตร์โดยวิธีจลนศาสตร์ผกผัน เพื่อใช้ควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ให้สัมพันธ์กับรูปแบบการเคลื่อนที่ เดินหน้า ถอยหลัง หันซ้าย และหันขวา สาหรับหลบหลีกสิ่งกีดขวาง

จากผลการศึกษาพบว่า หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้ตามกฎที่ออกแบบไว้ กล่าวคือ สามารถเคลื่อนที่เดินหน้า และถอยหลังได้ตามระยะทางที่กาหนด หันซ้าย และหันขวาได้ตามองศาที่กาหนด รวมถึงการทางานของเซนเซอร์ตรวจจับสามารถตรวจจับวัตถุสิ่งกีดขวางและทาการหลบหลีกเป็นไปตามจุดประสงค์ที่กาหนดไว้ โดยมีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนในการเคลื่อนที่เดินหน้าระยะ 20 และ 30 เซนติเมตร เท่ากับ 0.05% และ 1.57% ตามลาดับ ขณะที่เปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนในการเคลื่อนที่ถอยหลังที่ระยะเดียวกันเท่ากับ 1.60% และ 3.20% นอกจากนั้นในส่วนของการเคลื่อนที่หันขวามีเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนที่มุม 20 และ 40 องศา เท่ากับ 3.15% และ 0.63% นอกจากนั้นเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนในการเคลื่อนที่หันซ้ายที่มุมเดียวกันมีค่าเท่ากับ 2.50% และ 2.03% ตามลาดับ

คาสาคัญ : หุ่นยนต์ฉบาท /ฟัซซีลอจิก /เอฟพีจีเอ /วีเอชดีเอล /การเคลื่อนที่อัตโนมัติ

This project demonstrates a concept of using the fuzzy logic condition and the VHDL programming to control a hexapod robot. The designed robot, generally, consists of two main parts. The first part was implemented for all structures of hardware system such as body, controlling board, sensor and actuator respectively. The latter part, consequently, was developing a software programming for the robot’s movement by using a VHDL. The fuzzy logic controller was, preliminary, employed to control a hexapod robot by considering a number of input signals from the three infrared sensors. These sensors have thus been installed at the in front of the robot. In generally, each sensor was a membership function (as near and far) of the fuzzy set. With three sensors installed into the developed system, the fuzzy logic rules were, therefore, defined by the eight rules. Moreover, the inverse kinematics and also the movement equations have thus been operated for the robot walking (forward, backward movements, and turning left & right), and also the purpose of avoidance.

From the experiment, we found that the hexapod robot certainly could work as the designed fuzzy logic conditions. The robot could make a decision for the correct movements with the determined degrees regarding to the signal from the sensors. However, the experimental results were also showed the acceptable tolerances as the details of movements. We found that in the forward movement of 20 and 30 cm, the tolerances equal to 0.05% and 1.57% could be obtained, while the tolerances value of 1.60% and 3.20% have thus been resulted in the backward movement. In addition, the turning movements (left & right) of the robot have also been studied. By defining the right turning movement at 20 and 40 degree, the tolerances of 3.15% and 0.63% were exploited, while the tolerances of 2.50% and 2.03% were next achieved, when the left turning of the robot has been defined.

Keywords: Hexapod robot, Fuzzy logic, FPGA, VHDL, Autonomous robot

Tags: ME