1 Введение 2
2 Постановка задачи и обзор литературы 4
2.1 Постановка задачи 4
2.2 Обзор литературы 5
3 Глава 1. Решение глобальной задачи 6
3.1 Описание математической модели 6
3.2 Реализация 7
3.3 Результаты 11
4 Глава 2. Решение локальной задачи 12
4.1 Разработка управляемой математической модели 12
5 Выводы 16
6 Заключение 17
Список литературы 18
В настоящее время робототехника активно развивается, все больше и больше задач становятся доступны для выполнения роботами. Робот - машина, созданная по принципу живого организма, предназначенная для выполнения некоторых действий, управляемая заранее заданной программой и получающая информацию о состоянии окружающей среды с помощью датчиков. Люди используют роботов для того, чтобы облегчить свой труд и не тратить время на выполнение монотонной, не требующей принятия решений работы. Также роботы используются в тех областях, где существует угроза жизни человека - при исследовании космоса, под водой, при пожарах.
RRT (rapidly exploring random tree) - это алгоритм, разработанный для эффективного поиска путей в пространстве путем построения случайного дерева, заполненяющего пространство. Быстро исследующие случайные деревья - динамическая структура данных, предназначенная для исследования пространства состояний. Дерево строится постепенно из ребер и вершин, выбранных случайным образом из пространства поиска, и по своей природе его рост имеет случайный характер. RRT - алгоритмы были разработаны Steven M. LaValle и James J. Kuffner Jr [1, 3]. Эти алгоритмы хорошо работают не только со стационарными препятствиями, но и динамическими, и используются при автономном планировании движения робота.
В результате проделанной работы было:
1. Рассмотрены модификации алгоритмов быстро-исследующих случайных деревьев (RRT-алгоритм) для определения точек возможной траектории движения полюса мобильного робота.
2. Реализован RRT-алгоритм, который находит точки траектории, обеспечивающей обход заданных стационарных препятствий при перемещении мобильного робота из начального положения в конечное.
3. В приложении представлен исходный код программы, которая при задании конфигурации поля (размеры поля, радиус робота, координаты препятствий) позволяет произвести моделирование траектории полюса робота. Примеры работы алгоритма представлены на рисунках
4. Представлена математическая модель управляемого движения мобильного робота с дифференциальным приводом, на основании реализации которой можно провести оценку управляющих воздействий, обеспечивающих построение модельной траектории основания мобильного робота.
