Введение 3
Глава 1 Общая компоновка полигона, транспортного средства и возможные принципы его ориентации в пространстве 6
Глава 2 Программно-аппаратный комплекс мини-полигона 19
2.1 Технические средства мини полигона 19
2.2 Основные системные и учебно-тренировочные задачи 21
2.3 Корректировка траекторий движения транспортного средства 24
2.4 Перспективное развитие технических средств мини-полигона 24
2.5 Схемы фрагмента мини-полигона и комплектующие 25
2.6 Конструктив программно-аппаратного комплекса мини-полигона. . 33
2.7 Программное обеспечение комплекса мини-полигона 34
Глава 3 Развитие беспилотного транспортного средства на основе модели транспортного средства мини-полигона 51
3.1 Состав комплекса транспортного средства 51
3.2 Структура элементов пульта мануального управления 55
3.3 Математическая модель и алгоритм бортового управления
транспортным средством 57
3.4 Структура пульта управления транспортным средством 65
3.5 Управление скоростью транспортного средства 65
3.6 Управление направлением движения 67
Заключение 69
Список используемой литературы и используемых источников 70
Приложение А Перечень элементов мини-полигона
Подготовка кадров, ориентированных на производственную и творческую проектную деятельность - актуальная задача, решение которой во многом определяет развитие экономики. Данная задача является одним из направлений стратегии перспективного развития России - Национальной технологической инициативы (НТИ), которому прогнозируется наибольший глобальный рынок: «Автонет», беспилотные автомобили, интеллектуальные транспортные системы.
В «дорожной карте» направления, в числе приоритетов, указано: создание системы подготовки профессиональных кадров.
Для обеспечения решения поставленных задач разработаны проектные решения транспортного мини-полигона Автонет - учебно-технической базы ресурсных центров, детских технопарков «Кванториум», учреждений образования. Проект соответствует дорожной карте НТИ, в которой в разделе «Направления реализации плана мероприятий», указано:
- создание сети мероприятий, направленных на решение технологических задач НТИ;
- разработка технологических решений для внутреннего рынка;
- интеграция технологических вызовов НТИ в систему образования.
Транспортный мини-полигон предназначен для решения нескольких задач, соответствующих направлению «Автонет» НТИ.
Основное функциональное назначение мини-полигона:
- демонстратор беспилотного перемещения автомобиля;
- тренажер оператора беспилотного автомобиля;
- тренажер системного интегратора специального программного обеспечения;
- АРМ программиста;
- испытательный комплекс для отработки имитаторов внешней среды и беспилотных транспортных средств.
Комплекс таких глобальных задач, соответствующих назначению разработки при выполнении магистерской диссертации сводится к реализации комплексной задачи, определяющей общую эффективность всех перечисленных функций.
Спроектированная концепция мини-полигона предназначена для практического решения рациональной логистической маршрутизации беспилотных мобильных платформ.
Оттачивание логистических навыков в условиях мини-полигона позволит также значительно минимизировать аварийный результат неверных логистических решений.
Таким образом, целью магистерской диссертации является разработка системы позиционирования модели транспортного робота с логистической маршрутизацией с помощью HMI-интерфейса.
Для реализации цели магистерской диссертации предлагается комплекс реализуемых задач, в состав которого входят:
- проектирование конструктива транспортного средства;
- разработка алгоритма управления средством;
- разработка структурной и электрической принципиальной схем;
- разработка алгоритма управляющей программы,
- конструктивное проектирование макета полигона и модуля управления;
- проведение экспериментальных исследований.
В работе освещены следующие вопросы.
В первой главе рассмотрены варианты общей компоновки полигона, транспортного средства и возможные принципы его ориентации в пространстве. Выявлены требования к конструкции транспортного средства и оборудованию системы ориентации. Сформулированы основные задачи работы.
Вторая глава посвящена анализу управляемости транспортного средства, разработке модели его маневрирования и алгоритма управления.
Разработаны основы и схема управления транспортным средством. Проведен анализ логистической составляющей маршрутизации перемещения модели транспортного средства.
В третьей главе рассматривается конструирование и комплектация ходовой платформы с учетом разработанной модели транспортного средства.
В заключении сформулированы основные выводы, вытекающие из проведенных в диссертационной работе исследований.
К основным научным результатам, полученным впервые, относятся:
1. Разработана модель управления транспортным средством;
2. Выведены зависимости, позволяющие обеспечить точное изменение положение транспортного средства в пространстве;
3. Разработаны алгоритмы управления транспортным средством в различных пользовательских режимах.
В данной работе основное внимание было уделено вопросам, связанным с обеспечением ориентации автономной платформы транспортного средства в пределах мини-полигона.
В результате были получены следующие результаты:
1. Рассмотрены различные варианты позиционирования объектов с использованием глобальных систем позиционирования;
2. Проведен обзор способов определения расположения объекта с использованием различных датчиков;
3. Рассмотрена система распознавания положения объекта,
использующая техническое зрение;
4. Сделан вывод о целесообразности использования меток, позволяющих идентифицировать положение объекта в пространстве;
5. Разработан программно-аппаратный комплекс мини-полигона;
6. Детально рассмотрена структурная и принципиальная схемы транспортного средства;
7. Разработано программное обеспечение, позволяющее управлять транспортным средством в пределах мини-полигона;
8. Разработанный комплекс позволяет обеспечить маршрутизацию и рациональное логистическое обслуживание транспортной системы мини-полигона;
9. Создана математическая модель управления бортовым поворотом транспортной ходовой платформой, которая подразумевает зависимость скоростей левого и правого борта от наклона джойстика пульта дистанционного управления;
10. На основе математической модели составлена блок-схема, алгоритм программы управления платформой для центрального контроллера;
11. Разработана структура пульта дистанционного управления для управления скоростью и направлением движения транспортного средства.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
