
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Разработка прототипа системы моделирования навигации роботов в условиях неопределенности

Работа №	144040
Тип работы	Магистерская диссертация
Предмет	программирование
Объем работы	24
Год сдачи	2024
Стоимость	4690 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	17

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение 4
2. Постановка задачи 5
3. Обзор 6
3.1. Навигационные системы 6
3.2. Задача коррекции навигационной системы 8
4. Реализация 12
4.1. Инструменты для реализации 12
4.2. Компоненты системы 13
4.3. Графический интерфейс прототипа системы 15
4.4. Программная реализация методов поиска фрагмента 16
5. Эксперименты 18
5.1 Описание эксперимента 18
5.2. Работоспособность алгоритмов при разных видах шумов и искажении фрагмента 18
5.3. Скорость работы алгоритмов 19
5.4. Общие выводы по экспериментам 21
6. Заключение 22
Список литературы 23

Введение

Роботизация в разных сферах жизни человека значительно выросла в последние годы. Активное развитие в науке и технике активно поспособствовало этому явлению. Сегодня роботы выполняют самый широкий круг задач: от сложных хирургических операций до доставки посылок в труднопроходимые местности. Однако вместе с развитием технологий в области робототехники выявился ряд проблем, которые необходимо решать. Одной из таких является навигация роботов в условиях неопределенности.
Неопределенность может возникнуть из-за различных факторов, таких как изменение окружающей среды, неточность измерений в датчиках, наличие препятствий. В таких условиях традиционные методы навигации могут оказаться неэффективными, поэтому необходимо разрабатывать новые методы, которые смогут адаптироваться к изменяющимся условиям.
В рамках навигации актуальным вопросом является выбор алгоритма, который будет использоваться для решения задачи. В зависимости от типа навигационной системы и доступных для анализа данных про-исходит первоначальный выбор группы алгоритмов, позволяющих достичь поставленной цели (например, доехать из точки А в точку Б).
Однако прежде чем использовать алгоритмы на практике и реализовывать их для конкретных платформ и типов роботов, необходимо проверить, как разработанный или существующий алгоритм будет вести себя при разных условиях. В связи с эти встает вопрос о разработке системы, где будет реализована возможность промоделировать поведение робота с разными алгоритмами и выбрать тот, который будет лучше всего подходить в рамках поставленной перед роботом и человеком задачей.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В ходе выпускной квалификационной работы были выполнены следующие задачи.
• Выполнен обзор методов в области моделирования навигации роботов. Рассмотрены классификации навигационных систем, определена какой является навигационная система, созданная в рамках работы. Были выбраны методы, которые необходимы для поиска фрагмента на карте.
• Разработан прототип системы моделирования навигации роботов, в который входит программная реализация алгоритмов, рассмотренных в обзоре, на языке программирования Python, графический интерфейс для визуализации и работы пользователем, который был разработан с помощью Qt Designer.
• Проведены эксперименты с разными модификациями данных. Сравнение методов показало, что метод корреляции находит фрагмент даже при искажении и зашумлении, но работает медленнее остальных. Метод перебора самый быстрый на небольших картах, но не находит фрагменты при наложении шумов. Метод на основе преобразования Фурье работает быстрее на больших картах, позволяет найти фрагменты после искажений и добавления шумов.

Литература

[1] Адаптивное управление с прогнозирующими моделями при переменной структуре пространства состояний с приложением к системам сетевого управления движением и автоматизации медицинско-го оборудования / О. Н. Граничин, Н. О. Амелина, А. В. Проскур- ников и др. // Адаптивное управление с прогнозирующими моделями при переменной структуре пространства состояний. — 2018. — С. 5-28.
[2] Артюхин В.С., Логункова А.А. Глобальные спутниковые навигационные системы Глонасс и GPS // Славянский форум. — 2017. — № 3. — С. 278-284.
[3] Байнов А.М., Зарипова Р.С. Робототехника и компьютерное моделирование: задачи и перспективы применения // International Journal of Advanced Studies in Computer Engineering. — 2018. — № 2.-- С. 4-7.
[4] Гурский Б.Г. Современные корреляционно-экстремальные системы для высокоточной навигации летательных аппаратов // Гироскопия и навигация. — 2006. — № 2. — С. 114-115.
[5] Инерциальные навигационные системы морских объектов / Д.П. Лукьянов, А.В. Мочалов, А.А. Одинцов, И.Б. Вайсгант // Судостроение. — 1989.
[6] Кремповский П.Р., Луцков Ю.И. Навигационные системы автоматизированных робототехнических комплексов // IEEE Transactions on Automatic Control. — 2016. — Т. 61, № 5. — С. 58-61.
[7] Поддубный В. В. Рестриктивная фильтрация в навигационных системах // Вестник Томского государственного университета. — 2002. — № 275. — С. 202-215.
[8] Степанов О.А. Методы обработки навигационной измерительной информации. — СПб: Университет ИТМО, 2017. — С. 196.
[9] Степанов О. А., Носов А. С. Алгоритм коррекции навигационной системы по данным карты и измерителя, не требующий предварительного оценивания значений поля вдоль пройденной траектории // Гироскопия и навигация.— 2020.— Т. 54, № 2 (109).— С. 70-90.
[10] ASTER - OPEN TOPO DATA.- URL: https://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp.
[11] Key technologies of geomagnetic aided inertial navigation system / Xiaojiao Ma, Hongwei Liu, Di Xiao, Hankui Li // 2009 IEEE Intelligent Vehicles Symposium / IEEE. — 2009. — P. 464-469.
[12] Open Topo Data. — URL: https://www.opentopodata.org/.
[13] Progect Jupyter|Home. URL: https://jupyter.org/.
[14] Python. — URL: https://www.python.org/.
[15] Qt Design Studio - UI Design Tool for Application. — URL: https://www.qt.io/product/ui-design-tools#eval-form-modal...(18)