Тема: Проектирование системы GPS трекинга автономного робота

Современные технологии за последние несколько лет сделали огромный прорыв. Человеком уже были созданы различные модели роботов, имитирующие какую-либо деятельность. Однако данные устройства всегда ассоциировались с далеким нереальным будущим, а сегодня некоторые модели можно легко купить через Интернет. Особо продвинутые роботы могут самостоятельно загружать стиральную машину, подогревать и приносить пищу, убираться и тому подобное. И даже некоторые европейские отели начали пользоваться подобными устройствами. Так же промышленность претерпела изменения. Одним из видов таких изменений является автоматизация различных процессов, являющаяся весьма актуальной задачей, которая помогает решать проблемы управления процессами. При этом контроль реализуется с помощью исполнительных механизмов, осуществляющих воздействие на технологический объект по сигналу от системы управления. Примером задачи автоматизации процессов может служить робот, миссией которого является транспортировка объектов в производственных цехах. В условиях цеха это сделать достаточно просто, одним из способов является разметка цеха линией, но возможно роботу может понадобится решить задачу транспортировки в окрестностях завода, где произвести располосовку будет достаточно проблематично, здесь для ориентирования и навигации можно применить технологию GPS трекинга.
Для успешного выполнения обширного круга задач роботы должны обладать способностью интерпретировать, планировать и автоматически выполнять полученное задание, используя бортовую вычислительную систему. Уже разрабатываются всевозможные роботы полицейские, мусорщики, почтальоны. Американская служба доставки Amazon с 2013 года использует для доставки своих посылок летательные аппараты с четырьмя несущими винтами, называемыми квадрокоптеры, при этом время доставки будет занимать не более 30 минут. Естественно, есть и ограничения.
Максимальный вес, который способен поднять аппарат, ограничен 2,27 кг. По статистике около 86% доставляемых Amazon товаров весят меньше указанного предела. Также дальность полёта ограничена 10 милями (16 км) в одну сторону. Эти роботы автономны и работают далеко от своей базы, поэтому человеку необходимо обеспечивать непрерывное слежение за объектом, что бы в чрезвычайных ситуациях или программных сбоях можно было легко найти потерявшегося робота.
Устройством выполняющим задачи контроля за автомобилями, людьми или другими объектами, использующее GPS для точного определения местонахождения объекта, называют трекер. С помощью GPS трекера возможно отслеживание перемещений объекта в реальном времени, а так же истории перемещений в целом, называемой треком объекта. Для навигации робота по средствам GPS координат, необходима установка GPS модуля на робота. Это своего рода автоматизированная система слежения, благодаря которой имеются широкие возможности для определения местоположения робота.
В процессе выполнения данной работы было просмотрено множество интернет-источников, посвященным разработке устройств, позволяющих отслеживать объекты. Так же изучены журналы и статьи различных вузов планеты, в которых были рассмотрены всевозможные темы, связанные с глобальным позиционированием. Был проведен аналитический обзор существующих систем отслеживания автономных роботов и их алгоритмов.
При проектировании системы GPS трекинга были изучены такие статьи как «Мониторинг и навигация: комплексное решение» Бабушкина Ю.Н., «Оценивание времени прихода сигнала, устойчивое к влиянию многолучевости, в приемных устройствах спутниковых навигационных систем типа GPS» Бишофа Р.
Так же был изучен дифференциальный режим коррекции - метод улучшения характеристик работы навигационной системы, таких, как точность, надежность и доступность, через интеграцию внешних данных в процессе расчета. В изучении данного материала в первую очередь были использованы интернет источники посвященные GPS навигации, робототехнике и программированию контроллеров, а так же форумы разработчиков электронных устройств и микропроцессорной техники.
Купить

В ходе выполнения данной работы были рассмотрены основные модули и методы, используемые для определения местоположения объекта. Спроектирована структурная, функциональная, принципиальная схемы. Осуществлен выбор GPS, GSM модулей и контроллера для обработки информации с них. Разработан алгоритм для работы устройства определения местоположения.
Купить