Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Проектирование системы GPS трекинга автономного робота

Работа №10331

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

механика

Объем работы81
Год сдачи2016
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
928
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 11
1.1 Обзор литературы 13
1.2 Обзор имеющихся систем 14
1.2.1 Виды трекеров по исполнению 14
1.2.2 Виды трекеров по назначению 15
1.3 Разработка системы трекинга 17
1.3.1 Разработка функциональной схемы проектируемого
устройства 17
1.3.2 Разработка структурной схемы 19
1.3.3 Выбор и обоснование элементов проектируемого устройства24
1.4 Разработка принципиальной электрической схемы 27
1.4.1 Подключение GPS модуля 27
1.4.2 Подключение GSM модуля 28
1.4.3 Микроконтроллер 29
1.5 Системы повышения точности GPS обнаружения 30
1.5.1 Системы дифференциальных навигационных измерений 30
1.6 Разработка алгоритма работы для проектируемого устройства 32
2 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 34
2.1 Потенциальные потребители результатов исследования 34
2.2 Анализ конкурентных технических решений 35
2.3 Технология QuaD 37
2.4 SWOT-анализ 39
2.5 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований 42
2.6 Планированинаучно-исследовательских работ 44
2.6.1 Структура работ в рамках научного исследования 44
2.6.2 Определение трудоемкости выполнения работ 45
2.6.3 Разработка графика проведения научного исследования 48
2.6.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 50
2.6.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 51
2.6.4.2 Основная заработная плата исполнителей темы 52
2.6.4.3 Дополнительная заработная плата 53
2.6.4.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 54
2.6.4.5 Накладные расходы 55
2.6.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 55
2.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 56
3 Производственная безопасность
3.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения 63
3.1.1 Отклонение показателей микроклимата в помещении 63
3.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 65
3.1.3 Повышенный уровень шума на рабочем месте 66
3.1.4 Превышение уровней электромагнитных и ионизирующих
излучений 67
3.2 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения 69
3.2.1 Электробезопасность 69
3.3 Экологическая безопасность 70
3.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 71
3.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 73
Заключение 74
Список публикаций студента 75
Список источников 76
Приложение А 78
Приложение Б 80


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.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


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.


1. Попов В. В. Современные способы определения местоположения GPS/ГЛОНАСС трекеры [Электронный ресурс] // Молодежь и современные информационные технологии: сборник трудов XIII Международной научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 2 т., Томск, 9-13 Ноября 2015. - Томск: ТПУ, 2015 - Т. 1 - C. 204-205.
2. Орлов К.Е., Нефедов В.Д., Попов В.В. Система отслеживания брака на производстве на основе машинного зрения // Молодежь и современные информационные технологии: сборник трудов XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 2 т., Томск, 9-13 Ноября 2015. - Томск: ТПУ, 2015 - Т. 1 -
C. 215-216.
3. Нефедов В.Д., Орлов К.Е., Попов В.В. Математическая модель взлета квадрокоптера [Электронный ресурс] // Молодежь и современные информационные технологии: сборник трудов XIII Международной научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 2 т., Томск, 9-13 Ноября 2015. - Томск: ТПУ, 2015 - Т. 1 - C. 182-183.
4. Попов В.В. Принцип работы KINECT как устройства с техническим зрением [Электронный ресурс] // Молодежь и современные информационные технологии: сборник трудов XIII Всероссийской научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 2 т., Томск, 9-13 Ноября 2015. - Томск: ТПУ, 2015 - Т. 2 - C. 166-167.
1. ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин электронные
2. Горбачёв А. Ю. Математическая модель погрешностей gps.:
Авиакосмическое приборостроение./ Москва. Изд.
«НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ», 2010. — №5 — 77-79 с..
3. Анучин О.Н., Емельянцев Г.И. Интегрированные системы ориентации для морских подвижных объектов./ Санкт-Петербург. Изд. «Электроприбор»:, 2003. — 160-161 с.
4. Александров И.М., Рычагов В. В. Космическая радионавигационная система НАВСТАР./ Зарубежное военное обозрение. Москва. Изд. «Мир», 1995. — №5 — 52-63 с.
5. Козловский Е. Искусство позиционирования / Вокруг света. — Москва, 2006. — № 12. — 204-280 с.
6. Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П., Иванцев Н. В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / под ред. В. С. Шебшаевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва. Изд. «Просвещение», 1993. — 408 с.
7. Datasheet HCSR04. [Электронный ресурс]. - URL: http://www.micropik.com/PDF/HCSR04.pdf (Дата обращения 21.04.2016). Режим доступа: свободный.
8. Персональный трекер GL-300 [Электронный ресурс]. - URL:
http: //inteh-plus .com. ua/index.php/globus-m/treker-gl-300 (Дата
обращения 24.10.15).
9. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Г игиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы
10. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование
11. Назаренко, Ольга Брониславовна. Безопасность жизнедеятельности : учебное пособие / О. Б. Назаренко, Ю. А. Амелькович; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — 3-е изд., перераб. и доп. — Томск: Изд-во ТПУ, 2013. — 177 с
12. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности
13. СанПиН 2.2.4.1191-03 Электромагнитные поля в производственных помещениях
14. ГОСТ Р 12.1.009-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения
15. ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
16. ГОСТ 17.4.3.04-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения
17. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий"
18. Липкин А. А. Спутниковые навигационные системы / Вузовская книга — Москва. Изд. «Просвещение», 2001. — 156 с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ