Розробка алгоритму функціонування системи керування рухомою роботизованою платформою для вимірювання теплових показників об’єктів дистанційно з використанням пульта
Розробка автоматизованої платформи для сканування й аналізу теплового профілю об'єкта. Визначення кількості модулів і сигналів управління гусеничною роботизованою системою. Виконання основного алгоритму на основі мікропроцесорної плати Raspberry Pi.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | статья |
Язык | украинский |
Дата добавления | 26.11.2023 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Державний університет «Житомирська політехніка»
Кафедра робототехніки, електроенергетики та автоматизації
ім. проф. Б.Б. Самотокіна
Розробка алгоритму функціонування системи керування рухомою роботизованою платформою для вимірювання теплових показників об'єктів дистанційно з використанням пульта
Добржанський Олександр Олексійович
кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри
Ткачук Андрій Геннадійович кандидат технічних наук,
доцент, завідувач кафедри
Покляченко Олександр Віталійович старший викладач кафедри
м. Житомир
Анотація
У статті розглянуто нову рухому роботизовану платформу для вимірювання теплових показників об'єктів, яка оснащена різноманітними тепловими сенсорами, камерами та приладами, які здатні зчитувати теплову інформацію з поверхні об'єктів. Дана рухома платформа має систему механічних або роботизованих рухомих елементів, що дозволяють їй переміщатися вздовж поверхні об'єкта або навколо нього. За допомогою цих рухів платформа може сканувати тепловий профіль об'єкта та збирати дані для аналізу.
Визначено кількість управляючих модулів та сигналів управління рухомою гусеничною роботизованою платформою. Програмування платформи потребує лише один модуль - це модуль центрального управління на основі мікропроцесорної плати Raspberry Pi. Тому основний алгоритм буде розроблятись у програмному середовищі Raspberry Pi. Всі інші модулі потребують або ініціалізації у процесі виконання основного алгоритму, або попереднього налаштування за допомогою інших програмних засобів. Ці ж модулі в процесі виконання основного алгоритму потребуватимуть надсилання до них таких сигнальних структур: керуючих дискретних сигналів, керуючих команд, записуючих команд, команд зчитування, інформаційних повідомлень.
Встановлено, що алгоритм управління повинен враховувати наявність таких інтерфейсів: інтерфейс дискретних вихідних сигналів, інтерфейс дискретних вхідних сигналів, інтерфейс вихідних сигналів ТТТТМ (PWM), інтерфейс I2C, інтерфейс SPI та інтерфейс RS-232. Алгоритм функціонування центрального управляючого модуля, що встановлений на мобільній платформі, має ділянку виведення управління фізичним орієнтуванням камери у просторі у окремий програмний потік. При розробці алгоритму управління мобільною платформою враховано послідовність запуску модулів платформи, який також враховує послідовність станів зовнішніх перемикачів управління живленням та дозвільних перемикачів, перемикачів на пульті оператора мобільної платформи. Визначено та описано етапи алгоритму функціонування пульта оператора мобільної роботизованої платформи.
Ключові слова: робототехніка, оптичні сенсори, мобільна платформа, стабілізація, алгоритм, теплові показники, модуль.
Abstract
Development of the functional algorithm of the mobile robotic platform control system for measuring thermal indicators of objects remotely using the remote control
Dobrzhansrkyy Oleksandr Oleksiyovych Candidate of technical sciences, associate professor, associate professor of the department of robotics, power engineering and automation named after Prof. B.B. Samotokin, Zhytomyr Polytechnic State University, , Zhytomyr
Tkachuk AndrH Hennadiyovych Candidate of technical professor, Head of the department of robotics, power automation named after Prof. B.B. Samotokin, Zhytomyr UniversityZhytomyr
Poklyachenko Oleksandr Vitaliyovych Senior Lecturer of the department of robotics, power engineering and automation named after Prof. B.B. Samotokin, Zhytomyr Polytechnic State University, Zhytomyr
The article discusses a new mobile robotic platform for measuring the thermal indicators of objects, which is equipped with various thermal sensors, cameras and devices capable of reading thermal information from the surface of objects. This moving platform has a system of mechanical or robotic moving elements that allow it to move along the surface of the object or around it. With the help of these movements, the platform can scan the thermal profile of the object and collect data for analysis. The number of control modules and control signals of the mobile tracked robotic platform is determined. The programming of the platform requires only one module - it is a central control module based on the Raspberry Pi microprocessor board. Therefore, the main algorithm will be developed in the Raspberry Pi software environment. All other modules require either initialization during the execution of the main algorithm, or preliminary configuration using other software tools. These same modules in the process of executing the main algorithm will require the following signal structures to be sent to them: control discrete signals, control commands, writing commands, reading commands, information messages. It is established that the control algorithm must take into account the presence of the following interfaces: discrete output signal interface, discrete input signal interface, PWM output signal interface, I2C interface, SPI interface and RS- 232 interface. The algorithm of functioning of the central control module, which is installed on the mobile platform, has the section of outputting control of the physical orientation of the camera in space into a separate program stream.
When developing the mobile platform control algorithm, the sequence of launching platform modules is taken into account, which also takes into account the sequence of states of external power control switches and enabling switches, switches on the mobile platform operator's console. The stages of the operation algorithm of the operator's panel of the mobile robotic platform are defined and described.
Keywords: robotics, optical sensors, mobile platform, stabilization, algorithm, thermal indicators, module.
Вступ
Постановка проблеми. Рухома роботизована платформа для вимірювання теплових показників об'єктів - це автоматизована система, яка може переміщатися і виконувати вимірювання температури та інших теплових параметрів на різних об'єктах. Ця платформа може бути оснащена різноманітними тепловими сенсорами, камерами або іншими приладами, які здатні зчитувати теплову інформацію з поверхні об'єктів. Дана рухома платформа має систему механічних або роботизованих рухомих елементів, що дозволяють їй переміщатися вздовж поверхні об'єкта або навколо нього. За допомогою цих рухів платформа може сканувати тепловий профіль об'єкта та збирати дані для аналізу.
Використання рухомої роботизованої платформи для вимірювання теплових показників об'єктів має декілька переваг. Воно дозволяє здійснювати вимірювання на великій площі швидше та ефективніше, порівняно зі стаціонарними системами. Крім того, рухома платформа може виконувати вимірювання на великій висоті або на важкодоступних місцях, де людина могла б мати проблеми з доступом. Застосування рухомих роботизованих платформ для вимірювання теплових показників об'єктів може бути широким. Наприклад, це може бути використано в енергетиці для вимірювання теплових втрат у будівлях або на промислових об'єктах. Також це може знайти застосування в медицині для вимірювання температури тіла або в іншій галузі, де важливо контролювати теплові параметри об єктів.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Впродовж останніх 10 в Україні та світі широко обговорюються проблеми створення мобільних роботизованих платформ для виконання різних спеціалізованих задач. У статтях [1-2] описано стан і перспективи розвитку роботизованих дистанційно-керованих мобільних платформ, які можуть використовуватись як у військових, так і цивільних цілях. У статтях [3-4] описано останні тенденції та просторовий розподіл дослідницьких активностей у галузі військової робототехніки. Досліджено різні технології військових мобільних роботів та їх застосування в різних сферах, включаючи розвідку, дезактивацію вибухових пристроїв та бойову діяльність. У роботі [5] описано новий мобільний робот, який здатний масштабувати горизонтальні та вертикальні поверхні, використовує мікроприсоски для забезпечення адгезії для проходження по різних поверхнях. Запропонована модель здатна знімати зображення, відео та аудіо в режимі реального часу, щоб забезпечити спостереження за людиною або територією. Робот підходить для військових застосувань з метою спостереження та розвідки.
У роботах [6-8] описано новий чутливий елемент системи стабілізації озброєння легкої броньованої техніки, який може використовуватись і для системи стабілізації оптичних пристроїв для розвідувальних операцій. Україна має талановитих вчених, які працюють у галузі мобільних роботів. Декілька видатних українських вчених, які внесли значний внесок у цю галузь, включають таких: Сергій Кузьмінський, Володимир Месік, Олександр Ковальчук та інші. Це лише кілька прикладів українських вчених, які займаються мобільними роботами. Україна має активну наукову спільноту, що працює в галузі робототехніки та автономних систем, і продовжує розвиватися в цій області.
Мета статті - визначення основних вимог та параметрів для розробки алгоритму функціонування системи керування рухомою роботизованою платформою для вимірювання теплових показників об'єктів дистанційно з використанням пульта.
Виклад основного матеріалу
Вихідні дані для побудови алгоритму управління рухомою роботизованою платформою дистанційно з використанням пульта
Науковцями Державного університету «Житомирська політехніка» розроблено мобільну роботизовану платформу для вимірювання теплових показників
Рис. 1. Мобільна роботизована платформа для вимірювання теплових
показників об'єктів
Визначимось із кількістю управляючих модулів та сигналів управління рухомою мобільною платформою.
На мобільній платформі присутні такі управляючі модулі:
-центральний управляючий модуль на основі мікропроцесорної плати Raspberry Pi;
-модуль управління серводвигунами підвісу камери на основі мікропроцесорної плати PCA9685;
- модуль управління основними силовими двигунами руху платформи на основі мікросхеми L298;
-модуль управління передачею / прийманням радіосигналів на пульт / з пульта управління оператора на основі мікропроцесорної плати RFD900+.
-модуль перетворення AV сигналу з камери на сигнал частотного каналу 5.8 GHz на базі мікропроцесорної плати TS5823S (або аналогічний FPV Video Transmitter);
-опціонально модуль вимірювання параметрів забруднення середовища на основі плати аналого-цифрового та цифро аналогово-перетворення (AD / DA) з інтегральними мікросхемами перетворювачів ADS1256 й DAC8532 та мікросхемами сенсорів MQ та J305(/M4011/STS-5/SBM-20).
На пульті оператора мобільної платформи присутні управляючі модулі:
-центральний управляючий модуль на основі Raspberry Pi;
- модуль управління передачею / прийманням радіосигналів на / з пульта управління оператора на основі мікропроцесорної плати RFD900+;
-опціонально модуль вимірювання параметрів забруднення середовища на основі плати аналого-цифрового та цифро аналогово-перетворення (AD / DA) з інтегрвальними мікросхемами перетворювачів ADS1256 й DAC8532 з елементами потенціометрів двоосьових XY джойстиків KY-023;
-опціонально модуль (контролер) управління LED дисплеєм відображення виміряних даних про стан оточуючого середовища у місці перебування мобільної платформи;
-опціонально модуль датчика 9-DOF (3-DOF, 6-DOF) для управління положенням підвісу з камерами на основі плати з мікросхемами LSM303DLHC та L3GD20.
Описані модулі є складними пристроями, що діють за своїми внутрішніми алгоритмами управління, але потребують програмного налаштування або керування за допомогою зовнішнього алгоритму (програми) та інтерфейсів:
-Модуль на основі мікросхем L298 потребує подачі дискретних сигналів управління для вибору режиму керування основними двигунами руху мобільної платформи.
-Модуль на основі плати PCA9685 потребує початкового налаштування та подальшої подачі команд керування за інтерфейсом I2C.
-Модуль на основі мікросхем ADS1256 й DAC8532 потребує початкового налаштування та подальшої подачі команд керування та зчитування виміряних даних за інтерфейсом SPI.
-Інтерфейс SPI також використовується для початкового налаштування та подальшої подачі команд керування та зчитування виміряних даних у окремому модулі на базі датчиків J305(/M4011/STS-5/SBM-20).
-Модуль на основі плати RFD900+ потребує передпускового налаштування через послідовний інтерфейс RS-232 у спеціальному програмному середовищі від виробника. В процесі експлуатації на цей модуль просто подаються сигнали, які потрібно передати на відстань до аналогічного спареного модуля. Сигнали подаються по тому ж інтерфейсу RS-232. І знову ж таки, по цьому ж інтерфейсу відбувається зчитування буферу сигналів, прийнятих від спареного модуля RFD900+.
- Модуль на основі мікросхеми TS5823S взагалі не потребує програмного налаштування, так само як і інші пристрої, задіяні у передачі безпосередньо відеосигналів. Налаштування відбувається за допомогою послідовностей дій з кнопками задавання конфігурації: окуляри VR, дисплей відеосигналу.
-Опціональний модуль мікросхемами LSM303DLHC та L3GD20 потребує початкового налаштування та подальшої подачі команд керування та зчитування виміряних даних за інтерфейсом I2C.
-Опціональний модуль (контролер) управління LED дисплеєм потребує початкового налаштування та подальшої подачі команд керування також за інтерфейсом I2C.
Подача дискретних сигналів, або зчитування дискретних сигналів, теж не відбувається без попереднього налаштування певних модулів. Для модуля управління, що подає такі сигнали, потрібно передбачити налаштування портів введення виведення на прийом або передачу дискретних сигналів, а в окремих випадках (управління зовнішнім підсилювачем потужності) навіть ТТТТМ сигналів.
Таким чином, програмування потребує лише один модуль - це модуль центрального управління на основі мікропроцесорної плати Raspberry Pi. Отже, основний алгоритм буде розроблятись для реалізації його у програмному середовищі Raspberry Pi.
Всі інші модулі потребують або ініціалізації у процесі виконання основного алгоритму, або попереднього налаштування за допомогою інших програмних засобів. Ці ж модулі в процесі виконання основного алгоритму потребуватимуть надсилання до них таких сигнальних структур: керуючих дискретних сигналів, керуючих команд, записуючих команд, команд зчитування, інформаційних повідомлень.
Алгоритм управління повинен враховувати наявність таких інтерфейсів: інтерфейс дискретних вихідних сигналів, інтерфейс дискретних вхідних сигналів, інтерфейс вихідних сигналів ТТТТМ (PWM), інтерфейс I2C, інтерфейс SPI, інтерфейс RS-232. Тобто перед налаштуванням функціональних модулів системи управління мобільною платформою потрібно виконати ініціалізацію (налаштування) інтерфейсів, за допомогою яких відбудеться, в свою чергу, налаштування зовнішніх модулів (пристроїв периферії). raspberry тепловий роботизований алгоритм
Загальні принципи створення алгоритму управління мобільною платформою
Для створення алгоритму управління мобільною платформою визначено, що основними алгоритмічними елементами будуть: програмне налаштування інтерфейсів I2C, SPI, RS-232, дискретних фізичних входів та виходів, виходів ТТТТМ (PSW), виконання програми основним управляючим модулем.
Створена основна програма призначена для виконання таких функцій: зчитування даних по зазначеним інтерфейсам, передача даних по зазначеним інтерфейсам, обробка зчитаних даних, перевірка граничних значень, вибір режиму функціонування пристроїв мобільної платформи, визначення нових значень сигналів управління та нормалізація цих значень, формування та передача команд керування по зазначеним інтерфейсам до пристроїв мобільної платформи.
Наявність модуля центрального управління для пульта та такого ж окремого модуля для мобільної платформи зумовлює необхідність розробки двох окремих алгоритмів управління.
Якщо розглядати алгоритм управління для пульта оператора мобільної платформи, то в цьому випадку немає значної кількості пристроїв. Ті ж пристрої, що приєднані до модуля центрального управління, можуть цілком працювати в асинхронно і підключення до них центрального модуля не потребує також якоїсь суворої синхронізації.
Час затримки відповіді може різнитись, наприклад у блока аналого- цифрового / цифро-аналогового перетворювача. Це лише вплине на час реакції системи на дію оператора-користувача з пультом управління. Приблизний розрахунок часу обміну даними з окремими модулями лежить в межах 5 мс. Отже сумарний час реакції, якщо пристрої зовнішніх модулів будуть обслуговуватись центральним управляючим модулем почергово, не перевищить 30 мс.
Таким чином, при складанні алгоритму управління пультом оператора мобільної платформи немає необхідності застосовувати потокові технології. Основний алгоритм буде мати лінійний характер, а основна робота відбуватиметься у нескінченному циклі.
Інша ситуація з центральним управляючим модулем мобільної платформи. Хоча, в цьому випадку, також відсутня велика кількість зовнішніх керованих модулів, проте, тут слід застосувати відведення однієї з операцій у окремий програмний потік. Це операція фізичного орієнтування камери у просторі. Рух камери бажано забезпечити якомога плавніший. Якщо управління зміщенням камери організувати програмно лінійно, у черзі, разом з управлінням іншими модулями, то рух камери у підвісі відбуватиметься асинхронно, через непостійність виконання команд іншими модулями, і це матиме вплив на рівномірність подачі команд управління зміщенням камери. Зміщення камери набуде імпульсного характеру. Такий рух буде розхитувати камеру у підвісі різкими та короткочасними пусками руху підвісу. Одночасно цей негатив відбиватиметься на зображенні з камери. Саме тому для модуля управління варто застосувати виведення фізичного орієнтування камери у просторі у окремий програмний потік. Таким чином, алгоритм функціонування центрального управляючого модуля, що встановлений на мобільній платформі, матиме ділянку виведення управління фізичним орієнтуванням камери у просторі у окремий програмний потік.
Алгоритм запуску системи управління мобільною платформою
При розробці алгоритму управління мобільною платформою варто врахувати послідовність запуску модулів платформи, який також враховує послідовність станів зовнішніх перемикачів управління живленням та дозвільних перемикачів, перемикачів на пульті оператора мобільної платформи. Через те, що принципи схемотехнічної організації як для пульта мобільної платформи так і для самої платформи досить близькі, тому представлення алгоритму запуску цих двох пов'язаних систем може бути відображене за допомогою таблиці послідовних станів (див. таблицю 1). Як видно з таблиці 1, алгоритм управління платформою та пристроями пульта оператора мобільної платформи повинен здійснювати контроль за 3 перемикачами: перемикач дозволу передачі даних на радіо трансмітер (на пульті), перемикача дозволу зчитування даних, прийнятих радіо ресивером (на платформі), перемикач управління положенням підвісу камери за сигналами датчика положення на VR окулярах.
Таблиця 1
Алгоритм запуску системи управління мобільною платформою
На пульті: |
На мобільній платформі: |
|
Заряджання акумуляторів / перевірка рівня заряду акумуляторів |
||
Подача живлення на контролер управління |
||
Перевірка вимкненого стану перемикача дозволу передачі даних на радіотрансмітер |
Перевірка вимкненого стану перемикача дозволу зчитування даних, прийнятих радіоресивером |
|
Подача живлення на радіотрансмітер |
Подача живлення на радіоресивер |
|
- |
Подача живлення на силові двигуни основного руху мобільної платформи та серводвигуни підвісу камери |
|
Подача живлення на ресивери відеосигналу та монітор/окуляри VR |
Подача живлення на камери та трансмітери відеосигналу |
|
- |
Увімкнути перемикач дозволу зчитування даних, прийнятих радіо ресивером |
|
Увімкнути перемикач дозволу передачі даних на радіотрансмітер |
- |
|
Змінюватиположенняджойстиків управління положенням камери |
Відслідковувати рухи підвісу камери |
|
Відслідковувати зміну відеосигналу на моніторі/окулярах VR |
||
Змінювати положення джойстиків управління рухом основних двигунів |
Відслідковувати рухи переміщення мобільної платформи |
|
За потреби, скористатись перемикачем дозволу керування положенням підвісу камери за сигналами від датчика просторового положення на VR окулярах |
- |
|
При виявленні некритичної несправності вимкнути перемикач дозволу передачі даних на радіотрансмітер |
При виявленні некритичної несправності вимкнути перемикач дозволу зчитування даних, прийнятих радіоресивером |
|
При виявленні критичної несправності негайно вимкнути перемикачі подачі живлення від акумуляторів |
||
При відсутності несправності продовжити роботу з виконання завдань дистанційного керування мобільною платформою |
Етапи алгоритму функціонування пульта оператора мобільної платформи.
Етап 1:
1) Імпорт бібліотек та модулів.
2) Завантаження конфігурацій апаратних засобів. Ця операція здійснюється для системи фізичних входів / виходів, зовнішнього AD / DA модуля, каналу зв'язку з датчиком просторового положення (опція - 1).
3) Ініціалізація апаратних засобів. Ця дія передбачає фактичне приведення до активного стану фізичних входів, послідовного порту, програмного об'єкту зв'язку з AD / DA модулем, каналу зв'язку з датчиком просторового положення (опція - 1).
4) Очищення буферу даних апаратного послідовного порту.
5) Ініціалізація програмного масиву завантаження даних (масив призначений для зберігання даних - управляючих сигналів, від пульта оператора мобільної платформи; підготовка окремого масиву дозволяє надалі тримати всі зчитані дані у одній послідовній сукупності і легко редагувати код, якщо потрібно додати ще якусь команду управління).
6) Ініціалізація програмного масиву завантаження даних (масив призначений для зберігання даних - виміряних сигналів, від датчиків стану оточуючого середовища (опція-2), що надходитимуть через радіоканал до пульта оператора мобільної платформи).
Етап 2 (Основний цикл):
1) Перевірка наявності сигналу з перемикача дозволу передачі / зчитування даних на / з радіомодуля.
2) Однією з основних операцій є зчитування регістрів AD / DA модуля у програмний масив завантаження даних. Таким чином відбувається отримання сигналів управління рухом мобільної платформи та підвісом камери. Тобто сигнали від потенціометрів перетворюються AD / DA модулем у цифрову форму, зчитуються модулем центрального управління пультом оператора мобільної платформи та надсилаються через радіомодуль пульта до модуля центрального управління мобільною платформою. Особливістю роботи з AD / DA модулем є те, що потрібно чекати відповіді про виміряні значення від цього модуля, доки він не виконає аналого-цифрове перетворення.
3) Спроба зчитування з послідовного порту даних, прийнятих радіомодулем від центрального модуля управління мобільною платформою про виміряні параметри стану навколишнього середовища у місці перебування мобільної платформи (опція-2). Якщо відбулась помилка зчитування, дані у будь-якому разі надійдуть на одній з наступних ітерацій циклу. Якщо ж помилки не відбулось, можливо виконати виведення даних на LCD дисплей пульта оператора мобільної платформи (опція-2).
4) Перевірка надходження сигналу від перемикача дозволу керування положенням підвісу камери на мобільній платформі за сигналами від датчика просторового положення на VR окулярах (опція-1). Якщо перемикач увімкнено, то на модуль центрального управління пультом оператора надходитиме сигнал від датчика просторового положення VR окулярів. Для керування положенням підвісу камери вже є сигнал від потенціометрів пульта оператора мобільної платформи, але його тоді потрібно «підмінити» або скорегувати відповідно отриманим значенням кутового положення VR окулярів від датчика просторового положення. Якщо так, то корекція даних виконується для відповідного елементу у масиві завантаження, відповідно даним датчика просторового положення.
5) Незалежно від того, чи регулюється положення камери за сигналами від датчика просторового положення VR окулярів, чи тільки за сигналами від потенціометрів пульта оператора мобільної платформи, необхідно виконати хоча б елементарну фільтрацію вимірювальної інформації. Найпростішим способом зробити це є алгоритм на основі усереднення з попереднім у часі значенням. Усереднення у найпростішому варіанті може бути виконано простим додаванням до попередньо виміряного значення поточного значення виміряного параметру та діленням результату на два. Кінцевий результат обчислення приймається як результат вимірювання і зберігається у масиві завантаження, і, при наступному виконанні ітерації циклу, буде використовуватись як результат попереднього вимірювання.
6) Коли вимірювальні дані сформовано, вони готові для передачі по радіоканалу на центральний модуль управління рухомою платформою. Таким чином, відбувається передача даних з масиву завантаження до буфера послідовного апаратного порту, а звідти - до буфера апаратного порту плати радіопередавача RFD 900+.
7) Особливістю передачі по радіоканалу сигналів управління є передача всієї сукупності всіх наявних сигналів управління одним пакетом. Коли передача відбулась, пакет потрапляє у буфер радіо-модуля зв'язку на центральний модуль управління мобільною платформою. Для того щоб їх зчитати, потрібен час. Якщо не витримати цей час, то дані у буфері радіо модуля будуть «затерті» новими даними, що надійшли від радіо-модуля пульта оператора мобільної платформи, ще до того, як вони будуть прочитані центральним модулем управління мобільною платформою. Включення таймеру додаткового тайм-ауту (часовий проміжок для зчитування на стороні прийому даних) дозволяє надати час приймаючій стороні прочитати дані з буферу власного радіо-модуля.
Після деякого очікування закінчення тайм-ауту, вказівник адреси команд програми переходить на початок основного циклу. Аналогічні операції передбачені і в алгоритмі управління мобільною платформою з урахуванням деяких особливостей.
Висновки
Розглянуто нову рухому роботизовану платформу для вимірювання теплових показників об'єктів, яка оснащена різноманітними тепловими сенсорами, камерами та приладами, які здатні зчитувати теплову інформацію з поверхні об'єктів. Визначено кількість управляючих модулів та сигналів управління рухомою гусеничною роботизованою платформою. Встановлено, що алгоритм управління повинен враховувати наявність таких інтерфейсів: інтерфейс дискретних вихідних сигналів, інтерфейс дискретних вхідних сигналів, інтерфейс вихідних сигналів ТТТТМ (PWM), інтерфейс I2C, інтерфейс SPI та інтерфейс RS-232. Алгоритм функціонування центрального управляючого модуля, що встановлений на мобільній платформі, має ділянку виведення управління фізичним орієнтуванням камери у просторі у окремий програмний потік. При розробці алгоритму управління мобільною платформою враховано послідовність запуску модулів платформи, який також враховує послідовність станів зовнішніх перемикачів управління живленням та дозвільних перемикачів, перемикачів на пульті оператора мобільної платформи. Визначено та описано етапи алгоритму функціонування пульта оператора мобільної роботизованої платформи.
Література
1. Kuswadi S. Development of Gun Turret Drive Stabilization System with a Microcontroller and Implementation on a Model Tank / S. Kuswadi, M. Nasyir Tamara, D. Nugroho H.W. // International Journal of Engineering Research and Applications. - 2014.- Vol. 555. - P. 217-221.
2. Nasyir Moh T. Control Simulation of An Automatic Turret Gun Based on Force Control Method / Nasyir Moh T., Nurhadi H., Pramujati B., Pitowarno E. // 2014 International Conference on Intelligent Autonomous Agents, Networks and Systems (August 19-21 2014). - 2014. - P. 13-18.
3. Sapaty P.S. Military Robotics: Latest Trends and Spatial Grasp Solutions / P.S. Sapaty // International Journal of Advanced Research in Artificial Intelligence. - Vol. 4. - No.4. - 2015.- P. 9-18.
4. Sapaty P.S. The World as an Integral Distributed Brain under Spatial Grasp Paradigm / P.S. Sapaty // Book chapter in Intelligent Systems for Science and Information, Springer, Feb 4. - 2014.
5. Karthikeyan R. Snitch: Design and development of a mobile robot for surveillance and reconnaissance / R. Karthikeyan; S. Karthik; Prasanna Vishal TR; S. Vignesh // 2015 International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems. - 2015.
6. Ткачук А.Г. Новий прецизійний чутливий елемент автоматизованої системи стабілізації озброєння: монографія / А.Г. Ткачук, О.М. Безвесільна. - Київ: НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського. - 2023. - 272 с.
7. Ткачук А.Г. Дослідження основних напрямків розвитку сучасних системи стабілізації озброєння / А.Г. Ткачук, О.М. Безвесільна, А.А. Гуменюк, В.М. Янчук,
І.В. Крижанівська // Науковий журнал «Технічна інженерія». - 2020. - Вип. 2(86). - С. 73-80.
8. Ткачук А.Г. Проектування стабілізованої платформи інформаційно- вимірювальної системи для проведення розвідувальних операцій / А.Г. Ткачук, О.М. Безвесільна, В.М. Бондарчук, І.В. Крижанівська // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки». - №2. - 2022. - С. 141-145.
9. Ткачук А.Г. Проектування інформаційно-вимірювальної системи для моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі роботизованої гусеничної платформи / А.Г. Ткачук, О.О. Добржанський, М.В. Богдановський, А.Р. Кравчук // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. - 2022.- Том 33 (72). - № 2. - С. 108-113.
10. Ткачук А.Г. Дослідження на ударні навантаження мобільної гусеничної платформи із автономною системою стабілізації / А.Г. Ткачук, О.А. Громовий, О.М. Безвесільна, В.М. Бондарчук // Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки». - Том 1. - №2 (319). - 2023. - С. 308-313.
11. Ткачук А.Г. Проектування моделі рухомого кріплення для оптичних сенсорів мобільної роботизованої платформи з автономною системою стабілізації / А.Г. Ткачук, О.М. Безвесільна, А.Р. Кравчук // Науковий журнал «Технічна інженерія». - 2023.- №1 (91). - С. 133-139.
12. Ткачук А.Г. Концепція підбору двигунів мобільної роботизованої платформи із автономною системою стабілізації / А.Г. Ткачук // Науковий журнал «Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського». Серія: Технічні науки. - 2023. - Том 34 (73) . - №2. - С. 241-245.
References
1. Son, Kuswadi, Mohamad, Nasyir Tamara and Dwi Nugroho, H.W. (2014), «Development of Gun Turret Drive Stabilization System with a Microcontroller and Implementation on a Model Tank», International Journal of Engineering Research and Applications, Vol. 555, рр. 217-221.
2. Nasyir Moh, T., Nurhadi, H., Pramujati, B. and Pitowarno, E. (2014), «Control Simulation of An Automatic Turret Gun Based on Force Control Method», 20/Рў International Conference on Intelligent Autonomous Agents, Networks and Systems, August 19-21 2014, Indonesia, Bandung.
3. Simon Sapaty, Peter (2015), «Military Robotics: Latest Trends and Spatial Grasp Solutions», International Journal of Advanced Research in Artificial Intelligence, Vol. 4, No. 4, рр. 9-18.
4. Sapaty, P. (2014), «The World as an Integral Distributed Brain under Spatial Grasp Paradigm», Book chapter in Intelligent Systems for Science and Information, Springer, Veb. 4.
5. Karthikeyan, R., Karthik, S., Prasanna Vishal, T.R. and Vignesh, S. (2015), «Snitch: Design and development of a mobile robot for surveillance and reconnaissance», 2015 International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems (ICIIECS).
6. Tkachuk, A.H., & Bezvesilna, O.M. (2022), Novyi pretsyziinyi chutlyvyi element avtomatyzovanoi systemy stabilizatsii ozbroiennia: monohrafiia [A new precision sensitive element of the automated weapon stabilization system]. Derzhavnyi uni^versytet «Zhytom;yrska politekhnika», Zhytomyr, 272 [in Ukr.].
7. Tkachuk, A.H., Bezvesilna, O.M., Humeniuk, A.A. et al. (2020), Doslidzh. osnovnykh napriamkiv rozvytku suchasnykh systemy stabilizatsii ozbroiennia [Study of the main directions of development of the modern system of stabilization of armaments], Tekhnichna inzheneriia, Issue 2 (86), pp. 73-80. [in Ukr.].
8. Tkachuk, A.H., Bezvesilna, O.M., Bondarchuk, V.M. and Kryzhanivska, I.V. (2022), Proektuvannia stabilizovanoi platformy inform.-vymiriuvalnoi systemy dlia provedennia rozviduvalnykh operatsii [Design of a stabilized informat. and measurement system platform for intelligence operations], Visn. Khmelnytsk. nats. universytetu. Ser. Tekhnichni nauky, No. 2, 141-145. [in Ukrainian].
9. Tkachuk, A.H., Dobrzhanskyi, O.O., Bohdanovskyi, M.V. and Kravchuk A.R. (2022), Proektuvannia informatsiino-vymiriuvalnoi systemy dlia monitorynhu naiavnosti shkidlyvykh ta vybukhonebezpechnykh haziv na bazi robotyzovanoi husenychnoi platform [Design of an information and measurement system for monitoring the presence of harmful and explosive gases based on a robotic crawler platform], Vcheni zapysky TNU imeni V.I. Vernadskoho. Ser. Tekhnichni nauky, Vol. 33 (72), No. 2, pp. 108-113. [in Ukrainian].
10. Tkachuk, A.H., Hromovyi, O.A., Bezvesilna, O.M., Bondarchuk, V.M. (2023) Doslidzhennia na udarni navantazhennia mobilnoi husenychnoi platformy iz avtonomnoiu systemoiu stabilizatsii [Research on shock loads of a mobile tracked platform with an autonomous stabilization system]. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Seriia: «Tekhnichni nau^», Tom 1, №2 (319), pp. 308-313[in Ukrainian].
11. Tkachuk, A.H., Bezvesilna, O.M., Kravchuk, A.R. (2023) Proektuvannia modeli rukhomoho kriplennia dlia optychnykh sensoriv mobilnoi robotyzovanoi platformy z avtonomnoiu systemoiu stabilizatsii [Designing a model of a movable mount for optical sensors of a mobile robotic platform with an autonomous stabilization system]. Naukoyi zhurnal «Tekhnichna inzheneriia». №1 (91). pp. 133-139. [in Ukrainian].
12. Tkachuk, A.H. (2023) Kontseptsiia pidboru dvyhuniv mobilnoi robotyzovanoi platformy iz avtonomnoiu systemoiu stabilizatsii [The concept of selecting engines of a mobile robotic platform with an autonomous stabilization system]. Naukovyi zhurnal «Vcheni zapysky Tavriiskoho natsionalnoho universytetu imeni V.I. Vernadskoho». Seriia: Tekhnichni nauky. Tom 34 (73), №2. pp. 241-245 [in Ukr.].
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основні ознаки, що дозволяють здійснювати ідентифікацію складних об’єктів моніторингу на основі нечітких алгоритмів кластерного аналізу. Вибір доцільного алгоритму кластеризації складних об’єктів моніторингу та синтез математичної моделі кластеризації.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.01.2016Розробка програми для моделювання роботи алгоритму Дейкстри мовою C# з використанням об’єктно-орієнтованих принципів програмування. Алгоритм побудови робочого поля. Програмування графічного інтерфейсу користувача. Тестування програмного забезпечення.
курсовая работа [991,4 K], добавлен 06.08.2013Принцип роботи СТО. Аналіз існуючих теоретико-практичних розробок по створенню інформаційних систем. Модель аналізу виконання робіт з ремонту й обслуговування на СТО. Розробка автоматизованої системи обробки інформації, опис програмного забезпечення.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.10.2013Розробка програмного забезпечення для управління транспортними платформами на базі програмованого логічного контролера S7-300 в Simatic STEP-7. Аналіз програмного забезпечення, розрахунок показників його надійності. Опис алгоритму функціонування системи.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 17.05.2012Редагування за допомогою текстового редактора NotePad вхідного файлу даних. Програмна реалізація основного алгоритму з використанням засобів об'єктно-орієнтованого програмування. Об’ява та опис класів і об'єктів. Розробка допоміжних програмних засобів.
курсовая работа [69,4 K], добавлен 14.03.2013Розробка програми для вирішення графічної задачі. При вирішенні задачі необхідно cтворювати програму у середовищі програмування Turbo Pascal. Розробка алгоритму функціонування програми і надання блок-схеми алгоритму. Демонстрація роботи програми.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.06.2010Розробка структури, алгоритму роботи програми, яка забезпечує можливість покупки товарів. Створення списку користувачів та списку продуктів. Розробка структур даних та основних процедур програми. Алгоритм створення платформи під назвою "Сlaude Monet".
курсовая работа [121,3 K], добавлен 14.05.2019Розробка алгоритмічної структури алгоритму керування об’єктом. Вибір конфігурації контролера і схем підключення. Проектування прикладного програмного забезпечення для реалізації алгоритму керування. Проведення розрахунку надійності спроектованої системи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.01.2014Загальний опис гри "Тетріс", огляд основних об’єктів та клавіш управління грою. Розробка інтерфейсу користувача та основних модулів. Алгоритм ігрового поля, блок-схема алгоритму перевірки можливості зміни розташування фігури та переміщення фігури вниз.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.02.2013Розробка структурної схеми системи управління, головні вимоги до основних елементів. Обґрунтування та вибір елементної бази. Блок-схема алгоритму і програми реалізації закону управління (лістинг програми). Зміст програми керування мікроконтроллером.
курсовая работа [170,7 K], добавлен 28.08.2012Аналіз існуючих автоматизованих систем управління тестуванням. Розробка алгоритму автоматизованого управління системою тестування працездатності радіоелектронних приладів. Аналіз стенда для тестування та розробка автоматизованого робочого місця.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 08.05.2012Алгоритмічна структура алгоритму керування. Вибір конфігурації контролера, схем підключення, технічних засобів автоматизації. Схеми підключення зовнішніх пристроїв. Розроблення прикладного програмного забезпечення для реалізації алгоритму керування.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.01.2014Розробка програмних модулів базових операцій обробки на підставі розрядно-логарифмічного кодування. Дослідження алгоритму розв'язку системи лінійних алгебраїчних рівнянь. Реалізація алгоритму Гауса. Покращення точності розрахунків за допомогою рл-чисел.
курсовая работа [427,2 K], добавлен 20.11.2013Проектування процесора для виконання (з використанням доповняльного коду без відновлення розрядів остачі) операції ділення в двійково-десятковій системі числення. Розробка алгоритму виконання операції та операційного автомату. Розробка карти прошивки.
курсовая работа [263,3 K], добавлен 14.03.2013Алгоритм покриття за методом "мінімальній стовпець - максимальний рядок". Підпрограми основного алгоритму. Розробка програми сортування методом простих включень (бульбашковим методом). Словесний опис алгоритму, його контрольний приклад та ефективність.
курсовая работа [36,4 K], добавлен 06.03.2013Аналіз структури і функцій автоматизованої системи управління процесу реалізації товарів музичного магазину, визначення техніко-економічних показників. Вимоги до змісту документу з програмного забезпечення модуля тестування програмних продуктів.
контрольная работа [327,2 K], добавлен 16.01.2014Методи місцевизначення рухомих об’єктів і їх застосування у навігаційних системах. Режим диференціальної корекції координат. Розробка структури AVL системи і алгоритмів функціонування її окремих модулів. Встановлення апаратного і програмного забезпечення.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 18.10.2015Мета і призначення комплексної системи захисту інформації. Загальна характеристика автоматизованої системи установи та умов її функціонування. Формування моделей загроз інформації та порушника об'єкта інформаційної діяльності. Розробка політики безпеки.
курсовая работа [166,9 K], добавлен 21.03.2013Розробка ігрового додатку за технологією IDE Visual Studio та WPF. Опис вхідної та вихідної інформації. Назва та призначення модулів програми. Основні поля класу, необхідні для ігрової логіки. Блок-схема алгоритму гри. Інструкція з експлуатації системи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.06.2015Винахід мікропроцесора розв’язав суперечність між високим ступенем інтеграції, що забезпечує напівпровідникова мікротехнологія, та великим числом інтегральних схем. Розробка програми ініціалізації МК для роботи з пристроями, що входять до складу системи.
курсовая работа [265,6 K], добавлен 18.12.2010