endali robot ik widianto robot obot eldidik.blog.undip.ac.id/files/2012/09/tkc225-2012... · endali...

Sistem KendaliRobot

@2012,Eko DidikWidianto

Sistem KontrolRobot

Sistem KontrolHigh-LevelSistem Kendali Robot

TKC306 - Robotika

Eko Didik Widianto

Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot

Sistem KontrolHigh-Level

Review Kuliah

� Prinsip dasar dan mekanisme kontrol robot

� Implementasi kendali ke dalam rangkaian berbasismikroprosesor

� Low-level dan High-level Control pada robot

� Teknik kontrol On/Off

� Kontrol posisi, kecepatan dan akselerasi

� Teknik Proporsional (P), Integral (I), Derivatif (D) danKombinasi Ketiganya

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot


Kompetensi Dasar

1. [C2] Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar mekanismekendali dalam robotika

2. [C3] Mahasiswa dapat menggunakan teknik kontrol On/Offsecara input dan output untuk kendali robot

3. [C3] Mahasiswa dapat menggunakan teknik kendali proporsional(P), kendali Integral (I), kendali Derivatif (D) dan kendali PIDuntuk kendali robot

Acknowledgement:

1. Christopher Batten, Maslab IAP Robotics Course,2005

� slide, gambar

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot


Bahasan

Sistem Kontrol RobotSistem Kontrol RobotKontrol High-Level & Low-Level

Sistem Kontrol High-LevelFinite State Machine (FSM)Sistem Kontrol Loop TertutupImplementasi FSMContoh Kontrol FSMFSM Multi-Thread

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobotSistem Kontrol Robot

Kontrol High-Level &

Low-Level


Bahasan



Sistem KendaliRobot




Low-Level


Sistem Kontrol Robot� Membuat sistem kontrol untuk robot berodamerupakan suatu tantangan

� Robot beroda melibatkan komponen yang salingberinteraksi

� Sistem kontrol harus mengintegrasikan komponentersebut sehingga robot dapat mencapai tujuan yangdiinginkan

� Line tracing, wall following, object avoidance, objectsearching

� Speed, load

Sistem KendaliRobot




Low-Level


Perilaku Robot

� Dasar dari sistem kontrol adalah perilaku

� Perilaku harus didefinisikan dengan baik� Tiap perilaku harus dapat diuji secara independen

Sistem KendaliRobot




Low-Level


Sasaran Kontrol

� Sasaran utama adalah untuk menyusunperilaku-perilaku sehingga tujuan yang diinginkandapat tercapai

Sistem KendaliRobot




Low-Level


Sensor Robot

Sistem KendaliRobot




Low-Level


Bahasan



Sistem KendaliRobot




Low-Level


Sistem Kontrol Robot

� Sistem kontrol high-level

� Memprogram perilakuuntuk mencapai tujuanyang diinginkan

� Contoh: PendekatanFinite State Machine

� Sistem kontrol low-level

� Memprogram hardwareuntuk mendapatkanperilaku yang diinginkan

� Contoh:Kontroler PID untukkecepatan robotKontroler PID untuksistem steering robot

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot

Sistem KontrolHigh-LevelFinite State Machine (FSM)

Sistem Kontrol LoopTertutup

Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Bahasan



Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Pemodelan Perilaku

� Perilaku sebagai state (keadaan)

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Perilaku sebagai Satu Keadaan

� Tiap state adalah sebuah perilaku

� Perilaku dihubungkan satu dengan yang lainmembentuk sistem kontrol loop terbuka

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Maju 2 Langkah

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Putar ke Kanan 90o

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Maju 2 Langkah

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Bahasan



Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Problem Loop Terbuka

� Kalau kondisi area atau daerah robot tidakdiketahui? misalnya, ada halangan

� Tujuan tidak akan tercapai, butuh sensor yangmembentuk sistem kontrol loop tertutup

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Kontrol Loop Tertutup

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Deteksi Obstacle

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Menemui Obstacle

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Loop Sampai Tidak Ada Halangan

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Lanjutkan Jalan

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Bahasan



Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Implementasi FSM ke Program

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Implementasi FSM ke Program (Java)

� Implementasi perilakusebagai fungsi dgparameternya

� Switch pertamamenangani transisistate (next_state)

� Switch keduamenangai perilakuuntuk tiap state(output, current_state)

� Variabel statemenggunakan enum

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Pernyataan While

� Kode?

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Bahasan



Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

FSM untuk Menemukan Bola Merah

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

FSM untuk Menemukan Bola Merah

� Kalau bola tertutup obstacle?

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Robot Tidak Menemukan Bola?

� Robot mempunyai masalah untuk mencari bolamerah

� Robot mencari-cari bola seluas area pencarian

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Debug untuk Verifikasi Perilaku dan Transisi

State

� Debug sistem kontrol FSM

� Memverifikasi perilaku dan transisi state secaraindependen

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Perbaikan FSM untuk Implementasi yang

Lebih Baik

� Mengganti wander yang random dengan state gerakyang terbias menuju region yang belum tereksplore

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Perbaikan Kode FSM

� Mengintegrasikan kode kamera ke perilaku wandersehingga robot selalu mencari bola merah

� Pemrosesan imagemembutuhkan waktu(time-consuming), sehinggamungkin tidak dapatmengecek obstacle yangdekat

� Tidak mengecek kamera saatberputar

� Perilaku Wander menjadimonolitik

� Terdiri beberapa aspekyang terintegrasi

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Bahasan



Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Sistem Kontrol FSM Multi-thread

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Lebih Banyak Data Sensor

Sistem KendaliRobot


Sistem KontrolRobot



Implementasi FSM

Contoh Kontrol FSM

FSM Multi-Thread

Sistem Kontrol FSM Multi-thread

endali robot ik widianto robot obot eldidik.blog.undip.ac.id/files/2012/09/tkc225-2012... · endali...

Documents