Тема: РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА НЕЧЕТКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОВЫМ АВТОМОБИЛЕМ ДЛЯ ОБЪЕЗДА НЕПОДВИЖНОГО ПРЕПЯТСТВИЯ

Беспилотный автомобиль - это транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без человека на борту.
Активная разработка беспилотных АТС ведущими зарубежными автопроизводителями началась в 80-ых годах 20-го века. Объектами исследований данного направления являются легковые автомобили, грузовой транспорт, сельскохозяйственная техника, техника военного назначения, «внутризаводской» транспорт, который обеспечивает ведение всех транспортных работ в современных логистических центрах и на складских территориях.
Работы по созданию беспилотных автомобилей ведут все мировые автопроизводители, особенно в США, Германии, Японии, Италии, Китае, Великобритании, Франции (автоконцерны GeneralMotors, Ford, MersedesBenz, Volkswagen, Audi, BMW, Volvo, Сaddilac). Значительный объем работ проводится по закрытой тематике в рамках оборонного заказа, и поэтому результаты исследований практически не публикуются в открытой печати. Сложные наукоемкие технические решения, программное обеспечение, датчики систем управления беспилотных АТС во многих странах отнесены к продукции двойного назначения.
Основными преимуществами беспилотных АТС являются:
- возможность перевозки грузов в опасных зонах, во время природных и техно-генных катастроф или военных действий;
- снижение затрат на транспортировку грузов и пассажиров;
- снижение затрат на топливо и более эффективное использование пропускной способности дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком;
- экономия временных ресурсов;
- расширение возможностей использования автомобиля для людей с ограниченными возможностями;
- минимизация ДТП и числа человеческих жертв в них;
Недостатки беспилотных автомобилей:
-ответственность за нанесение ущерба;
-утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля;
-надежность ПО (программного обеспечения);
-отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации;
-потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств.
Потеря приватности:
-минирование беспилотных автомобилей;
-этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении
Ряд систем автоматического управления транспортным средством полагается на вспомогательную инфраструктуру (например, использование сенсоров, встроенных в дорогу), однако более прогрессивные технологии позволяют симулировать присутствие человека на уровне принятия решений об ориентации транспортного средства и величины скорости движения, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.
Существует два основных направления создания таких систем:
1. комплексная автоматизация автомобиля;
2. автоматизация отдельных режимов движения транспортного средства.
Комплексный подход к созданию беспилотного автомобиля на сегодняшний день реализуют только две компании - Google и РобоСиВи.
В настоящее время разрабатываются и внедряются различные системы автоматической парковки, обеспечивающие параллельную и (или) перпендикулярную пар-ковку автомобиля в автоматическом режиме. Парковочный автопилот имеют в активе BMW, Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Opel, Toyota, Volkswagen.
Дальнейшее совершенствование системы адаптивного круиз-контроля в перспективе позволит реализовать автоматический режим движения автомобиля в пробках. В данном направлении проводят исследования компании Audi, Ford. Разработки BMW, Cadillac по автоматизации движения автомобиля по автомагистрали основываются на существующих системах активной безопасности.
Анализ систем управления беспилотных АТС выявил большое число проблем, которые возникают перед конструкторами в процессе их разработки и при определении требований, предъявляемых к системе управления, что обусловлено следующими объективными факторами: достаточно высокой погрешностью, невозможностью большинства систем учитывать непрерывно изменяющиеся в процессе движения внешние условия, функциональной ограниченностью систем управления в связи с использованием внешних источников информации, которое определяет положение транспортного средства в пространстве. В то же время очевидно, что качество работы системы управления напрямую определяет безопасность движения, и разработчики на стадии проектирования техники обязаны определить эксплуатационный скоростной диапазон, где вероятность возникновения аварийной ситуации минимальна.
В этой связи задача прогнозирования характеристик криволинейного движения беспилотных АТС на стадии проектирования с учетом временных задержек измерительных, вычислительных и исполнительных устройств является актуальной.
Целью в дипломной работе является формирование алгоритма движения автомобиля при возникновении на его пути препятствия.
Исходя из цели, задачами будут являться следующее:
1 Разработка модели криволинейного движения автомобиля,
2 Разработка правил нечеткой логики для маневров автомобиля при объезде препятствия,
3 Формирование траекторий объезда препятствий с помощью модели криво-линейного движения автомобиля.

Купить

В первой части данной главы рассмотрены основные подходы к решению задачи обхода препятствий автономным транспортным средством, сделаны выводы об их достоинствах и недостатках. Во второй части рассмотрены основные положения теории нечеткой логики, приведены основные определения терминов, используемых в работе. В третьей части приведен один из самых распространенных и часто используемых методов нечеткого вывода — алгоритм Мамдани. В последней части была рассмотрена велосипедная модель разворота.
Во второй главе первой части представлена математическая модель криволинейного движения автомобиля. Во второй части была реализована компьютерная модель криволинейного движения автомобиля в программе Simulink.
В третьей главе были разработаны правила нечеткой логики для маневров автомобиля при объезде препятствия.
В четвертой главе был разработан нечеткий регулятор для объезда автомобилем препятствия, также проведено исследование системы управления автомобиля при объезде препятствия.
Все поставленные задачи были выполнены. Был разработан алгоритм нечеткого управления грузовым автомобилем для объезда неподвижного препятствия. В ходе выполнения данной работы были реализованы правила нечеткой логики для преодоления препятствия автомобилем. Также разработана криволинейная модель автомобиля для отладки расчета траекторий на основе правил нечеткой логики.
Цель, поставленная перед системой, была выполнена.

Купить