Модель интеллектуальной навигации беспилотных машин, основанная на декомпозиции 3-в пространства по двойственным парам
Описание модели интеллектуальной навигации, реализующей универсальный управленческий алгоритм, в основу которого положен закон сохранения двойственных отношений. Характеристика функционального состава модели, а также ее организационной структуры.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.08.2020 |
| Размер файла | 42,6 K |
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://www.allbest.ru/
Модель интеллектуальной навигации беспилотных машин, основанная на декомпозиции 3-в пространства по двойственным парам
Семенчев Евгений Александрович,
кандидат технических наук, доцент
Демидова Анастасия Владимировна
ассистент
Тульский государственный университет
кафедра вычислительной техники
В статье рассматривается модель интеллектуальной навигации, реализующая универсальный управленческий алгоритм. В основу алгоритма положен закон сохранения двойственных отношений. Описаны функциональный состав модели и ее организационная структура.
Ключевые слова: автономная транспортная платформа (АТП), универсальный управленческий, алгоритм, крестообразующие двойственные пары. интеллектуальный навигация беспилотный
This article discusses intelligent navigation model. The model is based on the universal managerial algorithm. The basic concept of the algorithm is a duel relation conservation law. Functional structure of the model and its organizational design are described.
Keywords: Autonomous transport platform (ATP), universal management, algorithm, cross-forming dual.
В различных отраслях промышленности и сервисного обслуживания широко применяются роботы, мехатронные и робототехнические системы. Происходит это благодаря их растущим функциональным возможностям, которые обусловлены использованием более совершенных систем управления. Развитие данных систем, в свою очередь, базируется на известных достижениях средств вычислительной техники. В настоящее время актуальны разработки автономных транспортных платформ (далее -- АТП) земного, воздушного, морского назначений, автономно перемещающихся в динамически изменяющемся пространстве. Несомненна актуальность создания эффективных универсальных методов динамического планирования действий в реальном времени при перемещении АТП, так как от решения этой задачи зависит дальнейшее развитие безлюдных интеллектуальных машин и так же их дальнейшее широкое распространение в различных областях человеческой деятельности.
Необходимость разработки методов планирования и управления перемещением АТП вызваны проблемами, появляющимися при наличии в зоне перемещения неизвестных статических или динамических препятствий. Суть данных методов заключается в следующем: АТП получает задания, в ходе планирования в режиме реального времени происходит формирование допустимой траектории перемещения. Данная траектория формируется с учетом возможных конфигураций АТП, а также информации об окружающей среде, считанной датчиками. Затем, в процессе сканирования окружающего пространства генерируются все возможные траектории перемещения, с дальнейшим выбором оптимальной. В итоге, полученная траектория является задающим воздействием для управления, формируются соответствующие сигналы для изменения параметров движения робота, что гарантирует выполнение им безопасного перемещения с минимально возможной погрешностью достижения цели.
Целью данного исследования являлся поиск новых принципов построения и повышение степени универсальности алгоритмов перемещения АТП в пространстве с препятствиями.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Разработан метод декомпозиции свободного пространства по двойственным парам, который основан на анализе окружающего пространства, с выделением в нем двойственных пар.
2. Предложена модель и универсальный управленческий алгоритм перемещения АТП в режиме реального времени в неизвестной динамической среде трехмерного пространства, заключающийся в формировании безопасной траектории движения на основе анализа двойственности в окружающем пространстве.
3. Рассмотрена структура функциональной модели динамического планирования перемещения АТП.
Пространственно-временные координаты объектов окружающей среды
При перемещении АТП, в качестве датчика окружающего пространства, используются две согласованные видео камеры, с помощью которых, помимо прочего, определяется расстояние до объектов окружающего пространства [1].
Благодаря двойственным парам зрительных сенсоров формирует зеркально - симметричный образ объекта относительно фокуса внимания, который хранит пространственно-временную и качественную информацию.
В связи с тем, что любая оптическая система воспринимает не реальные координаты точек, а угол, под которым на нее падает свет от этой точки, положение объекта изначально задано 3 углами: . Далее их значения пересчитываются из относительного положения точки на изображении и углов обзора сенсора. На рис. 1 приведена сенсорная система координат, которая наглядно показывает представление совмещения двух изображений в одной системе координат.
Рисунок 1 -- Сенсорная система координат
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Семенчев Е.А., Камардина О.А. Организация стереорежима работы системы искусственного зрения на основе закона двойственности // Известия ТулГУ. Тула, 2006. Сер. «Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления», Вып. 4. С. 29-39.
2. Демидова А.В., Семенчев Е. А. Имитационная модель перемещения интеллектуальных автономных объектов в пространстве с препятствиями на основе универсального алгоритма//А.В. Демидова, Е.А. Семенчев//Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12, ч.2 - Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. -- С.284-291
3. Семенчев Е.А. Системный анализ и синтез искусственных живых машин: двойственный аспект: монография. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. -- 252 с.
4. Семенчев Е.А., Демидова А.В. Имитационное исследование универсального алгоритма перемещения интеллектуальных беспилотных объектов в динамически изменяющемся трехмерном пространстве. Вестник ТулГУ. Серия: Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып.6 «Информационные системы». Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. C.77-86.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.
реферат [49,2 K], добавлен 23.05.2014Назначение и описание автоматизированной системы диспетчеризации горнотранспортного комплекса на базе использования системы спутниковой навигации GPS. Эффективность автоматизированных систем управления промышленным транспортом в Куржункульском карьере.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 16.06.2015Технологическое планирование участка по установке системы спутниковой навигации и мониторинга. Монтаж датчика уровня топлива и блока навигации, подбор оборудования. Разработка алгоритма расхода топлива в городском режиме с применением системы Omnicomm.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 10.07.2017Характеристика и преимущества концепции PBN. Положения зональной навигации в районе аэродрома и применимые навигационные спецификации PBN. Характеристика используемых навигационных средств. Анализ состояния работ по внедрению PBN на территории России.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 18.06.2012Спутниковые технологии в инновационной стратегии ОАО "РЖД". Эксплуатационные возможности спутниковой навигации на железнодорожном транспорте и обоснование ее необходимости. План перегона "Трубная-Заплавное", технические решения при модернизации участка.
курсовая работа [478,8 K], добавлен 30.06.2015Уровень развития навигационных средств. Современные радиотехнические системы дальней навигации, построенные на основе дальномерных и разностно-дальномерных устройств. Авиационные радионавигационные системы. Основные задачи современной воздушной навигации.
доклад [26,2 K], добавлен 11.10.2015Проблемы развития водного транспорта Украины, логистический подход к их решению. Модели нахождения кратчайших путей: алгоритм Дейкстры, Данцинга; оптимального транспортного средства. Математическая модель оптимизации водной транспортной системы Украины.
курсовая работа [587,1 K], добавлен 07.08.2013Подготовка технических средств навигации. Корректура карт и руководств для плавания на судне. Описание порта отхода и прихода. Навигационно-географический и гидрометеорологический очерк, гидрологическая характеристика. Гидробиологические явления и маяки.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.08.2010История и деятельность Тальго - испанской инжиниринговой компании, которая специализируется на разработке и производстве поездов. Описание устройства поезда Тальго модели TPI-200. Система подвески вагонов. Требования к ходовым частям тележки состава.
отчет по практике [954,2 K], добавлен 11.09.2015Геометрические параметры сечений силовых элементов. Ввод информации в программу GIFTS. Создание конечных элементов модели. Связь элементов модели. Задание нагрузки и закрепления. Обработка и анализ результатов расчета. Распределение изолиний деформаций.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.11.2011Устройство четырехосной цистерны модели 15-1443 для светлых нефтепродуктов. Приспособления для предотвращения продольных и поперечных смещений котла. Универсальный сливной прибор. Периодичность и сроки ремонта, техническое обслуживание цистерны 15-1443.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 21.08.2011Производственная программа по эксплуатации, ТО, ремонту подвижного состава, потребностей в ресурсах. Разработка схемы организационной структуры управления АТП. Формирование схемы организационной структуры управления. Обязанности руководителей служб.
курсовая работа [118,5 K], добавлен 20.04.2008Структура воздушного пространства Российской Федерации, характеристика его основных элементов. Ключевые задачи организации потоков воздушного движения. Критерии классификации зон воздушного пространства, особенности совершенствования его структуры.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.02.2014Предпосылки и основные этапы создания системы спутниковой GPS-навигации. Назначение и описание автоматизированной системы диспетчеризации горнотранспортного комплекса на базе использования GPS. Расчет эффективности внедрения АСУ промышленным транспортом.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 06.07.2015Анализ современного состояния транспортной модели г. Брянска, основные мероприятия по ее совершенствованию. Общие принципы построения транспортной модели и системы путей и дорог. Построение системы поддержки принятия решений в транспортном моделировании.
курсовая работа [6,5 M], добавлен 17.11.2014Описание гидрометеорологических условий, навигационно-гидрографические условия. Сведения о портах, обоснование выбора пути на морских участках. Подготовка технических средств навигации. Особенности проектирования перехода порт Южный – порт Лимасол.
дипломная работа [681,2 K], добавлен 29.06.2010Рассмотрение особенностей расшифровывания модели подвижного состава. Общая характеристика способов определения общего объема и среднего расстояния перевозок груза. Знакомство с основными этапами расчета эксплуатационных качеств подвижного состава.
контрольная работа [28,7 K], добавлен 28.05.2013Безопасность судовождения как одна из важнейших проблем морского транспорта. Знакомство с основными проблемами повышения безопасности мореплавания: анализ технических средств навигации: общая характеристика особенностей изучения района плавания.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013Современное состояние автоматизации контроля за движением грузового состава на железных дорогах. Информационный анализ этой сферы. Построение логической модели данных. Описание таблиц базы данных, типовых запросов. Проектирование программного обеспечения.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 19.01.2017Предложения по совершенствованию структуры воздушного пространства Западно-Сибирского региона, эффективности предлагаемой структуры воздушного пространства. Транспортные потоки. Расчет нормативных значений пропускной способности анализируемых секторов.
дипломная работа [161,2 K], добавлен 13.05.2014
