Управление наземными роботами в недетерминированных средах с препятствиями определенного класса

• Автор: Ахмед Саад Али Мохаммед
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Глава 1 Обзор методов и постановка задачи управления движением робота в недетерминированной среде с определенным классом препятствий
1.1 Обзор методов и подходов к управлению движением робота в недетерминированной среде

1.1.1 Метод структурного синтеза и метод иозиционно-траекторного управления

1.1.2 Интеллектуальные подходы

1.1.3 Метод потенциалов в задаче выбора пути

1.1.4 Методы обхода препятствий

1.1.5 Некоторые прикладные методы синтеза систем управления подвижными объектами

1.2 Обзор проблемы локальных минимумов

1.3 Постановка задачи управления движением робота в недетерминированной среде с определенным классом препятствий
1.4 Выводы к главе
2. Глава 2. Методы управления наземными роботами в недетерминированных средах
2.1 Математическая модель наземных роботов
2.2 Формализация задачи управления
2.3 Базовые алгоритмы автоматического управления
2.4 Методы управления НР в недетерминированных средах
2.4.1 Управление при агрегировании (связывании) образов препятствий
2.4.2 Интеллектуальное управление с использованием нечеткой логики

2.4.3 Управление с использованием концепции виртуальной целевой
точки
2.5 Выводы к главе
3. Моделирование и анализ движений наземных роботов в недетерминированных средах
3.1 Структура программного комплекса
3.1.1 Математическая модель мобильного робот а
3.1.2 Программная модель внешней среды
3.1.3 Математическая модель сенсоров и навигационной системы
3.1.4 Особенности реализации планировщика
3.2 Результаты моделирования движений мобильного робота
3.2.1 Результаты моделирования управления при агрегировании
(связывании) препятствий
3.2.2 Результаты моделирования управления с использованием
нечеткой логики
3.2.3 Результаты моделирования управления с использованием
концепция виртуальной целевой точки
3.3 Описание моделирования и анализ его результатов
3.4 Выводы к главе
4. Глава 4 Аппаратная реализация колесного работа, функционирующего в недетерминированных средах
4.1 Обобщенная функциональная схема бортовой системы управления мобильного робота
4.2 Алгоритмы работы системы технического зрения
4.3 Программная реализация системы автоматического управления
4.4 Результаты экспериментов
4.4.1 Результаты эксперимента с нестационарным препятствием и
стационарной целью

4.4.2 Результаты экспериментов при агрегировании (связывании) образов препятствий
4.4.3 Результаты экспериментов с комбинированными алгоритмами управления роботом, основанные на нечетком управлении
4.4.4 Результаты экспериментов с использованием концепции виртуальной целевой точки
4.5 Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованных источников
Приложение 1. Листинг программы моделирования движений мобильных
роботов при агрегировании (связывании) образов препятствий
Приложение 2. Листинг программы моделирования движений мобильных роботов с комбинированными алгоритмами управления робота, основанные
на нечетком управлении
Приложение 3. Листинг программы моделирования движений мобильных роботов с использованием концепции виртуальной целевой точки

В работе [74] изложено описание системы сенсоров мобильного робота, поставляющей данные для обхода препятствий роботом. Там же приводится схема электрических связей между отдельными компонентами системы управления НР. Эта система работает только в статическом режиме, вырабатывая только мгновенные решения.
Функции Ляпунова образуют хорошо известную теорию, которая может быть использована для доказательства устойчивости нелинейных систем. В работах УапиакПат Ыакш функции Ляпунова [75,76] используются для реализации стратегии управления для двух точечных масс, движущихся в определенной среде. Все препятствия определяются как антицель с точным положением и круглой формой. Антицель затем используются при создании законов управления системой. Тем не менее, эта сложная математическая модель не была протестирована на реальных роботах.
1.2. Обзор проблемы локальных минимумов
В этой главе представлены результаты, направленные на преодоление проблемы локальных минимумов. Эти методы могут быть разделены на два класса: локальный обход минимумов (ЛОМ) и локальное избавление от минимумов (ЛИМ). В ЛОМ потенциальная полевая функция изменена таким образом, чтобы в окружающей среде не достигает локальных минимумов, кроме как в целевом положении.
Локальное избавление от минимумов - это класс методов, которые преодолевают локальные минимумы, включая алгоритмы, позволяющие избегать локальной области минимумов. Эти такие методы, как виртуальные точечные цели, случайные блуждания, мульти-потенциальный метод поиска, прямолинейный и действительный метод понятия препятствия, следование вдоль стены [75-82].