Информационно-измерительная система трассировки движения транспортного средства

• Автор: Звонарев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МОБИЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РОБОТЫ И МЕТОДЫ ИХ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Структура информационно-измерительной системы 16 управления движением мобильного робота

1.1.1. Энергетическая установка и трансмиссия

1Л .2. Аппаратура приема/передачи данных

1Л .3. Система технического зрения

1Л .4. Сенсоры угловой ориентации робота в пространстве

1Л .5. Блоки задания трасы и выбора текущего направления движения 24 1Л .6. Расчет управляющих воздействий и приводная система

1Л .7. Особенности цифровой реализации управления

1.2. Методы решения задачи управления движением мобильных
роботов по пересеченной местности
1.3. Методы исследования подсистемы технического зрения
1.4. Выводы
2. 2. МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 42 ПО ПЕРЕСЕЧЕННОЙ МЕСТНОСТИ

2 Л. Системы координат для описания механического
движения мобильного робота
2.1.1. Конструктивные особенности мобильного робота
2Л .2. Системы координат
2 Л .3. Координаты характерных точек мобильного робота
2.2. Пространственное положение мобильного робота
2.3. Динамика продольного движения мобильного робота
2.3.1. Силы, действующие на корпус цели относительно движителей
2.3.2. Движение мобильного робота с направляющими колесами
2.3.3. Управление рулевым приводом
2.3.4. Движение гусеничного мобильного робота

2.4. Преодоление препятствий
2.5. Выводы
3. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КАНАЛ ИЗМЕРЕНИЯ
3.1. Измерение дальности до геометрической точки 76 с помощью бинокулярного зрения
3.1.1. Общий случай позиционирования ТВ-камеры 76 на борту мобильного робота
3.1.2. Оптическая схема наблюдения геометрической точки
3.1.3. Измерение дальности
3.2. Измерение дальности с учетом реальных характеристик
ТВ-камеры
3.2.1. Погрешности, вносимые статическими и динамическими 84 характеристиками ТВ-камеры
3.2.2. Статические характеристики объектива
3.2.3. Статические аберрации объектива
3.2.4. Сферическая аберрация ТВ-камеры
3.3. Матрица фотоэлектронных преобразователей
3.4. Оцифровка сигнала
3.4.1. Пространственная дискретизация
3.4.2. Принцип квантования
3.5. Выводы
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧЕК НА ИЗОБРАЖЕНИИ
4.1. Согласованная фильтрация
4.2. Первоначальный поиск областей, содержащих особые точки
4.2.1. Вейвлет-функции
4.2.2. Выделение единичного скачка с помощью вейвлетов
4.2.3. Выделение прямоугольной функции с помощью вейвлетов
4.2.4. Методика выделения областей, содержащих особые точки
4.3. Построение рельефа по трассе движения

4.3.1. Простейшая модель рельефа местности
4.3.2. Аппроксимация множества точек прямой
4.3.3. Аппроксимация квадратичной параболой
4.3.4. Аппроксимация произвольной функцией
4.3.5. Определение максимального угла наклона трассы
4.4. Реализация предложенного метода
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

кинематические связи, накладываемые на движение платформы, определяются особенностями конструкции подвесок;
наличие как линейных (вязкое трение), так и существенно нелинейных (сухое трение) диссипативных сил;
наличие жестких упоров (естественных механических ограничителей) для каждой подвески;
динамическое взаимодействие приводных колес с энергетической установкой;
зависимость между продольным движением и поперечными колебаниями робота.
Входными переменными в математической модели являются моменты, формируемые энергетической установкой и силы, формируемые на вязкоупругих опорах за счет переменной текущей высоты точек касания колесами подвижной платформы подстилающей местности. Выходными переменными являются пространственные координаты платформы.
Обобщенное уравнение динамики имеет вид
=ч>(г,в,в(1.2)
где 0 = (0,
Система уравнений (1.2) может быть получена с помощью известных методов динамики: Ньютона, Гаусса, Даламбера, Лагранжа и т.п.
Наиболее широко при исследовании манипуляционных систем применяется получение динамических моделей с помощью уравнений Лагранжа второго рода, однако в конструкциях мобильного робота достаточно сложно выразить потенциальную П и кинетическую К энергии через обобщенные координаты с учетом наложенных на систему связей, что приводит к известным трудностям в формировании исходных уравнений выражений для полной энергии.
Поэтому, наиболее целесообразно в данном случае использовать метод Ньютона, согласно которому манипуляционная система разбивается на звенья и