Development of the human following robot control system using HD webcam

Abstract

Robot has been recently developed for using in interactive environment to support human, for example, industrial application. Since the robot, used in industrial application, exhibits high cost and import from other country, in this research, the human following robot for tracking human operator was designed and developed by using HD webcam to detect the colour and separate human target from unknown environment. Then, a microcontroller was used for processing and controlling the human following robot movement, and maintaining of the distance between human and robot. According to the results, the human following robot can track the colour, which program for movement on 3 m straight line, and maintain distance between robot and human target about 90 cm with 91% accuracy. The mean precisions of the square route movement in the counter clockwise direction with the distance between robot and human target about 90 and 30 cm are 74.9% and 85.07%, respectively. The mean precisions of the square route movement in the clockwise direction with the distance between robot and human target 30 cm is 81.93%.

หุ่นยนต์ได้มีการพัฒนาการใช้งานอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่อยู่ร่วมกับมนุษย์เพื่อลดภาระและอำนวยความสะดวกในงานอุตสาหกรรมและบริการ แต่ยังมีต้นทุนหุ่นยนต์สูงและต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ดังนั้นงานวิจัยจึงสนใจที่จะออกแบบระบบควบคุมและพัฒนาหุ่นยนต์เดินตามบุคคลด้วยระบบคอมพิวเตอร์วิชันโดยใช้กล้องเว็บแคมความละเอียดสูงเพื่อตรวจจับภาพสีและแยกแยะบุคคลจากสภาพแวดล้อมด้วยการใช้ระบบควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อประมวลผลภาพและควบคุมระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ให้ติดตามบุคคลที่ติดแถบสีตามเส้นทางและระยะห่างที่กำหนดไว้ จากผลการทดลองหุ่นยนต์สามารถคัดแยกบุคคลที่ติดแถบสีตามที่กำหนดโดยหุ่นยนต์เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง 3 เมตร ที่ระยะห่าง 90 เซนติเมตร มีความถูกต้องเฉลี่ยร้อยละ 89.67, สี่เหลี่ยม (เดินทวนเข็มนาฬิกา) ที่ระยะห่าง 90 เซนติเมตร มีความถูกต้องเฉลี่ยร้อยละ 74.9, สี่เหลี่ยม (เดินทวนเข็มนาฬิกา) ที่ระยะห่าง 30 เซนติเมตร มีความความถูกต้องร้อยละ 85.07 และ สี่เหลี่ยม (เดินตามเข็มนาฬิกา) ที่ระยะห่าง 30 เซนติเมตร มีความถูกต้องเฉลี่ยร้อยละ 81.93