Программно-алгоритмическое обеспечение интеллектуальных систем управления автономными мобильными роботами

• Автор: Евстигнеев, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ.

1.1. Назначение и область применения интеллектуальных мобильных робототехнических систем

1.2.Примеры интеллектуальных мобильных роботов.

ТЗ.Структура и особенности построения интеллектуальных

систем управления мобильными роботами.

1.4.Постановка задачи

1.5.Вывод ы

2. ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ С ВИЗУАЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ.

2.1.Структура и назначение основных элементов информационноизмерительной системы интеллектуальных мобильных роботов
2.2.Разработка алгоритма цифровой коррекции аберрации объекта телекамеры.
2.3.Разработка алгоритмов оценки расстояния до препятствий и формирования локальной карты местности на основе принципа ровного пола
2.4.Разработка алгоритмов визуальной обратной связи
2.5. Разработка системы распознавания образов среды для интеллектуальных мобильных роботов.
2.6.Разработка алгоритмов системы обобщения сенсорной информации.
2.7.Выводы 2й главы.
3. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.
3.1.Организация нечеткого логического вывода в задачах интеллектуального управления.
3.2.Синтез алгоритма управления движением интеллектуальных мобильных роботов на основе фаззификации локальной карты местности
3.3.Синтез алгоритма управления движением интеллектуальных мобильных роботов на основе технологии нечеткой логики с помощью определения опасности направлений перемещения
ЗАОрганизация двухуровневой системы управления движением интеллектуального мобильного робота на примере беспилотного летательного аппарата
3.5.Разработка алгоритмов автоматической посадки БЛА с применением технологии нечеткой логики
3.6.Выводы 3й главы
4. АЛГОРИТМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ РОБОТА НА ОСНОВЕ КОМАНД ОПЕРАТОРА.
4.1 .Назначение, решаемые задачи и требования к системе
управления поведением
4.2.Разработка системы планирования поведения на основе команд оператора с использованием фреймообразных структур
4.3.Пример настройки базы знаний системы управления поведением интеллектуального мобильного робота на основе команд оператора
4.4.Выводы 4й главы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ
5.1. Аппаратнопрограммные средства для проведения
экспериментальных исследований.
5.2.Экспериментальные исследования разработанных алгоритмов
визуального очувствления.
5.3.Экспериментальные исследования разработанных алгоритмов
управления движением ИМР.
5.Экспериментальные исследования разработанных алгоритмов
управления поведением интеллектуального мобильного робота
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Массогабаритные характеристики механического гироскопа достаточно высоки, что не позволяет его использовать на миниатюрных роботах. Пьезоэлектрические гироскопы выпускают в виде небольшой интегральной микросхемы, и имеют вес несколько граммов. Они более выносливы к вибрациям, но обладают большим дрейфом нуля. Еще одним существенным недостатком пьезоэлектрических гироскопов является то, что они измеряют не углы, а угловые скорости. Очевидно, что в процессе интегрирования скорости может накапливаться существенная ошибка. Поэтому в целом гироскопические датчики следует использовать лишь для определения относительного отклонения или скорости вращения. Акселерометры. Акселерометр прибор для измерения ускорения. Современные акселерометры выпускают в интегральном варианте и имеют массу несколько граммов. Акселерометры следует применять совместно с гироскопическими датчиками. В этом случае путем двойного интегрирования показания акселерометра и пересчета систем координат можно получить положение аппарата относительно первоначального положения. Точность измеряемого таким образом положения невелика, т. Поэтому с помощью системы гироскопов и акселерометров можно лишь определить относительное перемещение или скорость. Абсолютное положение аппарата в пространстве с помощью данной системы определить невозможно. Система . Почти все БЛА оснащаются этой системой. Не исключением является аппарат ХАИ2 Рис. Существует два канала военный для пользования которым необходимы коды и гражданский. Точность определения координат при помощи составляет порядка см. До г. V использовался режим ограниченного доступа, при котором в показания спутников умышленно вводилась погрешность. Хотя после г. И военный и фажданский канал достаточно легко заглушить с помощью простейшей радиоэлектронной помехи. Внутри помещений или под землей не работает. Во время перехода со спутника на спутник погрешность определения координат может достигать нескольких метров. Поэтому целом использование для построения интеллектуальных мобильных роботов возможно, если разработчика устраивает точность определения местоположения. Отечественной военнокосмической промышленностью создана альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Однако, несмотря на более высокую точность определения местоположения, ее надежность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у V, и на сегодняшний день широкого распространения эта система не получила. Дальномеры. Интеллектуальный пылесос ii Рис. Точность ультразвуковых дальномеров очень низка и зависит от многих факторов, например, от эффективной площади отражающей поверхности, а также от ее ориентации. Поэтому на практике чаще используют сканирующие лазерные дальномеры. На Рис. АТ, оснащенный сканирующим лазерный дальномером I 0. Сканирующая головка дальномера позволяет роботу составлять карту расположения препятствий вокруг него. На Рис. Австралийском Национальном Университете. Достоинством лазерных дальномеров является их высокая точность погрешность несколько миллиметров на расстоянии 0 м, которая практически не зависит от угла ориентации поверхности облучения. Недостатками лазерных сканирующих дальномеров являются их высокие массо габаритные характеристики вес ее около 4. Ч.5 сек в не щадящем режиме, а также их высокая стоимость. Телевизионные датчики. Телевизионные датчики предназначаются для получения видеоизображения среды вокруг робота. Современные телевизионные камеры обладают малыми размерами и имеют вес до нескольких граммов при возможности получения полноформатного видеосигнала в стандарте . ИМР телевизионной стереопары возможно применение алгоритмы стереозрения . Специальные алгоритмы обработки этих изображений позволяют определить дальность до препятствий на пути робота . Данный метод обладает некоторыми недостатками, один из которых низкая точность, зависящая от расстояния между камерами. Известны также алгоритмы определения расстояния до предметов с помощью одной телекамеры методом параллакса с продольным и поперечным базисом , . Этот метод предполагает последовательную съемку нескольких изображений во время движения робота.