📄Работа №204490
Тема: Разработка мобильного робототехнического комплекса для создания 3D карт замкнутых пространств
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
программирование
Объем:
85 листов
Год:
2019
Просмотров:
37
4850
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 10
1.1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.2. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 13
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 19
2.1. Составные части аппаратного комплекса. 19
2.2. Функциональные требования системы 19
2.3. Требования к роботу в целом 19
2.4. Требования к конструкции робота 20
2.5. Требования к пульту управления и VR-шлему 21
2.6. Требования к программной части 22
2.6.1. Требования к управлению роботом: 22
2.6.2. Требование к программному обеспечению ноутбука 22
2.6.3. Требование к программному обеспечению смартфона 23
2.7. Требования к помещению 23
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 24
3.1. АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 24
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 26
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 29
4. РЕАЛИЗАЦИЯ 30
4.1. Сборка прототипа 30
4.2. Реализация программного обеспечения 42
4.2.1. Приложение смартфона. 42
4.2.2. Приложение ноутбука 45
4.2.3. Программное обеспечение Wi-Fi усилителя 46
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 47
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 53
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 10
1.1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.2. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 13
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 19
2.1. Составные части аппаратного комплекса. 19
2.2. Функциональные требования системы 19
2.3. Требования к роботу в целом 19
2.4. Требования к конструкции робота 20
2.5. Требования к пульту управления и VR-шлему 21
2.6. Требования к программной части 22
2.6.1. Требования к управлению роботом: 22
2.6.2. Требование к программному обеспечению ноутбука 22
2.6.3. Требование к программному обеспечению смартфона 23
2.7. Требования к помещению 23
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 24
3.1. АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 24
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 26
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 29
4. РЕАЛИЗАЦИЯ 30
4.1. Сборка прототипа 30
4.2. Реализация программного обеспечения 42
4.2.1. Приложение смартфона. 42
4.2.2. Приложение ноутбука 45
4.2.3. Программное обеспечение Wi-Fi усилителя 46
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 47
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 86
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 87
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 10
1.1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.2. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 13
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 19
2.1. Составные части аппаратного комплекса. 19
2.2. Функциональные требования системы 19
2.3. Требования к роботу в целом 19
2.4. Требования к конструкции робота 20
2.5. Требования к пульту управления и VR-шлему 21
2.6. Требования к программной части 22
2.6.1. Требования к управлению роботом: 22
2.6.2. Требование к программному обеспечению ноутбука 22
2.6.3. Требование к программному обеспечению смартфона 23
2.7. Требования к помещению 23
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 24
3.1. АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 24
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 26
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 29
4. РЕАЛИЗАЦИЯ 30
4.1. Сборка прототипа 30
4.2. Реализация программного обеспечения 42
4.2.1. Приложение смартфона. 42
4.2.2. Приложение ноутбука 45
4.2.3. Программное обеспечение Wi-Fi усилителя 46
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 47
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 53
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 10
1.1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.2. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 13
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 19
2.1. Составные части аппаратного комплекса. 19
2.2. Функциональные требования системы 19
2.3. Требования к роботу в целом 19
2.4. Требования к конструкции робота 20
2.5. Требования к пульту управления и VR-шлему 21
2.6. Требования к программной части 22
2.6.1. Требования к управлению роботом: 22
2.6.2. Требование к программному обеспечению ноутбука 22
2.6.3. Требование к программному обеспечению смартфона 23
2.7. Требования к помещению 23
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 24
3.1. АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 24
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 26
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 29
4. РЕАЛИЗАЦИЯ 30
4.1. Сборка прототипа 30
4.2. Реализация программного обеспечения 42
4.2.1. Приложение смартфона. 42
4.2.2. Приложение ноутбука 45
4.2.3. Программное обеспечение Wi-Fi усилителя 46
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 47
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 47
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 86
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 87
📖 Введение
Роботы значительно упростили жизнь в современном мире. Роботов в основном применяют в медицине (роботизированная хирургия, бионические протезы), космосе, системах безопасности, производстве (автоматизированные промышленные роботы), быту (робот-пылесос, робот- газонокосильщик, умный дом), развлечениях (детские игрушки), образование[1].
Роботы выполняют интеллектуальную, ловкую, силовую работу. Три цели создания робота:
• упрощение или замена труда, выполняемого человеком;
• решение задач, не посильных человеку;
• охрана здоровья человека.
Часто геологам, археологам, шахтёрам и спасательным службам необходимо исследовать место, не доступное для прямого осмотра или анализа по различным причинам:
• узость пространства;
• вероятность обвала;
• заражённость места.
Такого рода роботы должны выполнять роль исследователя недоступных мест, а значит, что он должен обладать хорошей проходимостью. То есть иметь:
• малые габариты;
• удобный способ передвижения;
• удароустойчивость;
• влагозащищённость;
• устойчивость к переворотам;
• продолжительную автономность;
• обратную связь из данных робота.
Для определения состояния ситуации на растоянии используются показания датчиков и видеосвязь. Также для необходимых действий с небольшими объектами рнужно иметь манипуятор. Он позволит роботу извлечь предмет из опасной среды или доставить предметы первой необходимости.
Есть необходимость построение трёхмерных моделей местности для определиения любых геометрических параметров рельефа - растояний, высот, объёмов и т.п. Датчики для измерения расстояния могут использовать различные принципы измерений: индуктивный, ультразвуковой или оптический. Датчики с рассеянным отражением и аналоговым выходом могут измерять расстояния в широких пределах. Оптические датчики радарного типа, преимущественно лазерные, могут измерять большие расстояния [2].
Лидар (лазерный радар) - это оптический датчик, приняемый ряде систем активной безопасности транспортных средств[3]. Датчики предоставляют компьютеру трёхмерное облако точек, обозначающее окружающее пространство.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка мобильной системы, управляемой дистанционно и передающей видео и данные для построения 3D модели окружающей местности.
Роботы выполняют интеллектуальную, ловкую, силовую работу. Три цели создания робота:
• упрощение или замена труда, выполняемого человеком;
• решение задач, не посильных человеку;
• охрана здоровья человека.
Часто геологам, археологам, шахтёрам и спасательным службам необходимо исследовать место, не доступное для прямого осмотра или анализа по различным причинам:
• узость пространства;
• вероятность обвала;
• заражённость места.
Такого рода роботы должны выполнять роль исследователя недоступных мест, а значит, что он должен обладать хорошей проходимостью. То есть иметь:
• малые габариты;
• удобный способ передвижения;
• удароустойчивость;
• влагозащищённость;
• устойчивость к переворотам;
• продолжительную автономность;
• обратную связь из данных робота.
Для определения состояния ситуации на растоянии используются показания датчиков и видеосвязь. Также для необходимых действий с небольшими объектами рнужно иметь манипуятор. Он позволит роботу извлечь предмет из опасной среды или доставить предметы первой необходимости.
Есть необходимость построение трёхмерных моделей местности для определиения любых геометрических параметров рельефа - растояний, высот, объёмов и т.п. Датчики для измерения расстояния могут использовать различные принципы измерений: индуктивный, ультразвуковой или оптический. Датчики с рассеянным отражением и аналоговым выходом могут измерять расстояния в широких пределах. Оптические датчики радарного типа, преимущественно лазерные, могут измерять большие расстояния [2].
Лидар (лазерный радар) - это оптический датчик, приняемый ряде систем активной безопасности транспортных средств[3]. Датчики предоставляют компьютеру трёхмерное облако точек, обозначающее окружающее пространство.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка мобильной системы, управляемой дистанционно и передающей видео и данные для построения 3D модели окружающей местности.
✅ Заключение
В представленной работе были разобраны все основные темы, связанные с проектированием, разработкой и вводом в эксплуатацию мобольного робототехнического комплекса. Подобраны аппаратные решения, подходящие под требования системы. На стадии разработки, внедрения и эксплуатации использовалось свободное ПО: Python, Geany и Android Studio. Был сконструирован прототип системы и написано программное обеспечение под мобильного робота, ноутбука в качестве пульта управления и VR-шлема в виде Android устройства. В ходе проектирования было оценена стоимость прототипа и стоимость завершённого проекта. Система получила стоимость ниже своих аналогичных решений. Система может вести дистанциооное управление робота через Wi-Fi ретрансляторы. В процессе управления робот передал показания датчиков, данные лидара и видеосвязь.
Система прошла альфа-тестирование. Из-за несоответствия некоторых характеристик протопита с будущей разрабатываемой системы, были проверены только следующие функции: время задержки видеосвязи между роботом и VR-шлемом и построение 3D модели помещения.
Система прошла альфа-тестирование. Из-за несоответствия некоторых характеристик протопита с будущей разрабатываемой системы, были проверены только следующие функции: время задержки видеосвязи между роботом и VR-шлемом и построение 3D модели помещения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.