ระบบหุ่��นยนต์หุ่ลายต์ วสำ�าหุ่ร บการควบค�มว ต์ถุ�Multi-Robot System for Object

Manipulation

นายรุ่� �งโรุ่จน จ�นตเมธาสวั�สดิ์�� 5031061821 ภาควั�ชาวั�ศวักรุ่รุ่มคอมพิ�วัเตอรุ่ จ�ฬาลงกรุ่ณ์มหาวั�ทยาล�ย

อาจารยที่��ปร�กษาผศ.ดิ์รุ่.อรุ่รุ่ถวั�ทย ส�ดิ์แสงอ.ดิ์รุ่.น�ทท$ น�ภาน�นท

ป�ญหุ่าและความสำ�าค ญของป�ญหุ่า

• ในช�วัง 10 ปี'ท$(ผ�านมา ภย�นตรุ่ายท�)งสองอย�างน$)ไดิ์+ครุ่�าช$วั�ต ผ,+คนกวั�า 7 แสนรุ่าย

• ม$ควัามพิยายามน-าห��นยนตก,+ภ�ยเข้+าไปีช�วัยเหล/อ แต� ไม�บรุ่รุ่ล�ปีรุ่ะส�ทธ�ผลเท�าท$(ควัรุ่

1 2 3 4 5 6 7 8

ป�ญหุ่าและความสำ�าค ญของป�ญหุ่าTask

1+2+3

Failure Rate:Cost:Spent Time:

Task 2

Task 1

Task 3

Task 1Failure

Rate:Cost:Spent Time:

VS

1 2 3 4 5 6 7 8

ว ต์ถุ�ประสำงค• เพิ/(อสรุ่+างรุ่ะบบห��นยนตหลายต�วั ท$(ช�วัยก�นน-าวั�ตถ� 3 ช�)น

ค/อ ทรุ่งกรุ่ะบอก ทรุ่งส$(เหล$(ยม และปีรุ่�ซึ3มหน+าต�ดิ์รุ่,ปี สามเหล$(ยม ไปีรุ่วัมก�น ณ์ ต-าแหน�งปีลายทางท$(ไดิ์+ก-าหนดิ์

ไวั+ให+

1 2 3 4 5 6 7 8

ข "นต์อนการที่�างานของระบบหุ่��นยนต์

ปร�ซึ�ม

ปร�ซึ�ม

ที่รงกระบอก

ที่รงสำ��เหุ่ล��ยม

ที่รงสำ��เหุ่ล��ยม

1. คอมพิ&วเต์อรสำ �งใหุ่(หุ่��นยนต์เร&�มที่�างานผ่�านเคร*อข�ายWireless LAN

2. หุ่��นยนต์แต์�ละต์ วที่�าการหุ่าต์�าแหุ่น�งของว ต์ถุ�ที่ "งสำามหุ่ล งจากได้(ร บค�าสำ �ง

จากคอมพิ&วเต์อร โด้ยใช้(กล(องที่��ต์&ด้ต์ "งอย/�บนต์ วหุ่��นยนต์

3. หุ่��นยนต์ที่�าการประสำานงานก นผ่�านเคร*อข�ายWireless LAN

เพิ*�อหุ่าว�าควรจะเข(าไปจ บว ต์ถุ�ช้&"นใด้

4. หุ่��นยนต์ที่�าการลากของไปวาง ณ ต์�าแหุ่น�งปลายที่าง

โด้ยหุ่��นยนต์ต์(องไม�เด้&นช้นก น5. หุ่��นยนต์สำ�งสำถุานะการที่�างานใหุ่(

คอมพิ&วเต์อร

1 2 3 4 5 6 7 8

ที่ฤษฎี�และงานว&จ ยที่��เก��ยวข(อง• การต์รวจหุ่าว ต์ถุ� (Object Detection)

Color Detection

Blob Detection

ที่รงสำ��เหุ่ล��ยมอย/�ที่างด้(านซึ(าย

ม*อเที่�ยบก บต์ วหุ่��น

ร บภาพิ

1 2 3 4 5 6 7 8

ที่ฤษฎี�และงานว&จ ยที่��เก��ยวข(อง• การวางแผ่นการเคล*�อนที่�� (Motion Planning)

1 2 3 4 5 6 7 8

ที่ฤษฎี�และงานว&จ ยที่��เก��ยวข(อง• การประสำานงานและการที่�าความต์กลง

(Coordination and Agreement)

OKOK

OK OK

OKHelp

1 2 3 4 5 6 7 8

ขอบเขต์ของโครงการ• รุ่ะบบห��นยนตสามารุ่ถข้นย+ายวั�ตถ�ไดิ์+ 3 แบบ (ทรุ่ง

กรุ่ะบอก/แดิ์ง, ทรุ่งส$(เหล$(ยม/เข้$ยวั, ปีรุ่�ซึ3มหน+าต�ดิ์รุ่,ปีสามเหล$(ยม/น-)าเง�น)

• ห��นยนตจะต+องรุ่, +ข้+อม,ลทางกายภาพิ/ควัามสามารุ่ถ/ต-าแหน�งท$(จะน-าวั�ตถ�ไปีวัาง

• ห��นยนตสามารุ่ถท-างานรุ่�วัมก�นไดิ์+ภายในเครุ่/อข้�ายท$(ก-าหนดิ์ไวั+ให+เท�าน�)น

• ห��นยนตสามารุ่ถท-างานไดิ์+เฉพิาะบนพิ/)นท$(รุ่าบเท�าน�)น• รุ่ะบบห��นยนตสามารุ่ถรุ่องรุ่�บห��นยนตไดิ์+ไม�เก�น 5 ต�วั

1 2 3 4 5 6 7 8

งานว&จ ยเบ*"องต์(น• Heterogeneous Multi-Robot Cooperation [7]• Multi-Robot Manipulation via Caging in Environments

with Obstacle [9]• Abstractions and Algorithms for Cooperative Multiple

RobotPlanar Manipulation [11]

• Cooperative Localization and Control for Multi-Robot Manipulation [8]

• Behavior-Based Multi-Robot Collaboration for Autonomous Construction Tasks [12]

1 2 3 4 5 6 7 8

แนวค&ด้และข "นต์อนในการแก(ป�ญหุ่า• ศ3กษาค+นควั+าข้+อม,ลท$(เก$(ยวัข้+อง• พิ�ฒนารุ่ะบบตรุ่วัจจ�บวั�ตถ�• พิ�ฒนาอ�ลกอรุ่�ท3มในการุ่วัางแผนการุ่เคล/(อนท$(ห��นยนต• พิ�ฒนาห��นยนตหน3(งต�วั เพิ/(อให+สามารุ่ถน-าวั�ตถ�ไปีวัางไวั+ใน

ต-าแหน�งท$(ถ,กต+องไดิ์+• พิ�ฒนารุ่ะบบห��นยนตหลายต�วั เพิ/(อให+สามารุ่ถน-าวั�ตถ�ไปี

วัางไวั+ในต-าแหน�งท$(ถ,กต+องไดิ์+

• เปีรุ่$ยบเท$ยบผลการุ่ท-างานท$(ไดิ์+ รุ่ะหวั�างรุ่ะบบห��นยนตหลายต�วั ก�บห��นยนตต�วัเดิ์$ยวั

1 2 3 4 5 6 7 8

แนวค&ด้และข "นต์อนในการแก(ป�ญหุ่างาน

ระยะเวลา (เด้*อน)

ก.ย.

53

ต์.ค.

53

พิ.ย.

53ธ.ค. 53

ม.ค.

54

ศ3กษาค+นควั+าข้+อม,ลท$(เก$(ยวัข้+องพิ�ฒนารุ่ะบบตรุ่วัจจ�บวั�ตถ�พิ�ฒนาอ�ลกอรุ่�ท3มในการุ่วัางแผนการุ่เคล/(อนท$(ห��นยนตพิ�ฒนาห��นยนตหน3(งต�วั เพิ/(อให+สามารุ่ถน-าวั�ตถ�ไปีวัางไวั+ในต-าแหน�งท$(ถ,กต+องไดิ์+พิ�ฒนารุ่ะบบห��นยนตหลายต�วั เพิ/(อให+สามารุ่ถน-าวั�ตถ�ไปีวัางไวั+ในต-าแหน�งท$(ถ,กต+องไดิ์+เปีรุ่$ยบเท$ยบผลการุ่ท-างานท$(ไดิ์+ รุ่ะหวั�างรุ่ะบบห��นยนตหลายต�วั ก�บห��นยนตต�วัเดิ์$ยวัศ3กษาค+นควั+าข้+อม,ลท$(เก$(ยวัข้+อง

1 2 3 4 5 6 7 8

บรรณาน�กรม[1] รุ่ศ.ดิ์รุ่. ทวั�ต$ย เสน$วังศ ณ์ อย�ธยา. การุ่ปีรุ่ะสานงานและการุ่ท-าควัามตกลงรุ่ะหวั�างโพิรุ่เซึส. จ�ฬาลงกรุ่ณ์มหาวั�ทยาล�ย,

2006.[2] ผศ.ดิ์รุ่. อรุ่รุ่ถวั�ทย ส�ดิ์แสง. การุ่วัางแผนการุ่เคล/(อนท$(. จ�ฬาลงกรุ่ณ์มหาวั�ทยาล�ย, 2004.[3] Gary Bradski and Adrian Kaehler. Learning OpenCV. 1st ed. United State of America: O’Reilly,

2008.[4] Wikipedia. ห��นยนต. [Online] Available from: http://th.wikipedia.org/wiki/ ห��นยนต [2010, Aug 6].[5] CBC News. The world’s worst natural disasters. [Online] Available from:

http://www.cbc.ca/world/story/2008/05/08/f-natural-disasters-history.html[2010, Feb 27].[6] Surveyor Corporation. Surveyor SRV-1 Blackfin Robot. [Online] Available from:

http://www.surveyor.com/SRV_info.html [2010, Apr 27].[7] Lynne E. Parker, “Heterogeneous Multi-Robot Cooperation,” Submitted to the Department of

Electrical Engineering and Computer Science in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy at the MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Feb 1994.

[8] J.Spletzer, A.K.Das, R.Fierro, C.J.Taylor, V.Kumar, and J.P.Ostrowski, “Cooperative Localization and Control for Multi-Robot Manipulation,” GRASP Laboratory – University of Pennsylvania, Philadelphia.

[9] Jonathan Fink, M.Ani Hsieh, and Vijay Kumar, “Multi-Robot Manipulation via Caging in Environments with Obstacles,” GRASP Laboratory – University of Pennsylvania, Philadelphia.

[10] Guilherme A.S.Pereira[a], Vijay Kumar[b], Mario F.M.Campos[a], “Decentralized Algorithms for Multi-Robot Manipulation via Caging,” [a]VERLab, DCC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antonio Carlos 6627, Belo Horizonte, MG 31270-010 Brazil, [b]GRASP Lab., University of Pennsylvania, 3330 Walnut Street, Philadelphia, PA 19104-6228 USA.

[11] Peng Cheng, Jonathan Fink, Vijay Kumar, “Abstractions and Algorithms for Cooperative Multiple Robot Planar Manipulation,” GRASP Lab., University of Pennsylvania, 3330 Walnut Street, Philadelphia, PA 19104 USA.

[12] Ashley Stroupe, Terry Huntsberger, Avi Okon, Hrand Aghazarian, Matthew Robinson, “Behavior-Based Multi-Robot Collaboration for Autonomous Construction Tasks,” Jet Propulsion Laboratory / California Institute of Technology 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91 109.

1 2 3 4 5 6 7 8

Q & A