Введение 4
1 Анализ исходной ситуации 7
1.1 Актуальность 7
1.2 Анализ способов контроля навигационных параметров платформы 8
1.2 Обзор средств реализации проекта 11
1.3 Цель и задачи дипломного проектирования 24
2 Разработка устройства навигационных параметров платформы 26
2.1 Разработка структурной схемы 26
2.1 Выбор элементов аппаратной части 28
2.2 Разработка схем электрических принципиальных 31
3 Разработка программного обеспечения 41
3.1 Выбор языка программирования 45
3.2 Разработка алгоритма передатчика 47
3.3 Разработка алгоритма приемника 48
3.4 Разработка алгоритма визуализации 49
3.5 Алгоритм фильтрации 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Приложения
Купить

Мехатроника - научная сфера, занимающаяся изучением объединенных компьютерных и электротехнических компонентов, на основании которых проектируются и создаются инновационные системы и машины. Робототехника - научная область, нацеленная на разработку и конструирование роботов и систем, способных заменить труд человека и автоматизировать сложные технологические процессы. В настоящее время данные отрасли активно расширяются, привлекая новые талантливые умы для совершения инновационных открытий и создания оптимальной продукции.
Роботы применяются практически во всех сферах человеческой деятельности, а термин «робототехника», ранее понимаемый как раздел науки и техники, рассматривающий, в основном, промышленные роботы и гибкие автоматизированные производства, в настоящее время существенно расширился и употребляется применительно ко многим областям человеческой деятельности, включая био-, медицинскую, космическую и подводную технику, беспилотные летательные аппараты, а также фундаментальное научное направление, предполагающее создание систем искусственного интеллекта.
Создание робототехнических и мехатронных систем требует разработки сложных технических комплексов, включающих исполнительную (механика и приводы роботов), сенсорную (датчики) и информационно- управляющую части, а также средств принятия решений для функционирования сложных объектов. Кроме этого, решение ряда задач мехатроники и робототехники, например, управление робототехническими комплексами, построение математических моделей, создание систем технического зрения, интеллектуальных систем, и др., требует на высоком уровне использовать программирование.
Для автономного универсального робота проблемы ориентации и перемещения в окружающем пространстве являются одними из ключевых.
4
Робот должен не имитировать разумное поведение, а по-настоящему быть разумным. Он должен осознавать - где он находится, каковы особенности данного места и как из точки "А", при необходимости, можно попасть в точку "Б" за минимальное время или покрыв минимальное расстояние.
Наличие продвинутой системы ориентации, позволит роботу планировать свои действия по перемещению в пространстве, просчитывать оптимальный маршрут движения, собирать и использовать информацию об окружающих местность препятствиях, что в конечном итоге, позволит ему выполнять полезную функциональную нагрузку.
Мобильный робот при выполнении функциональных задач должен обладать возможностью определения своего положения и ориентации в окружающей его операционной среде. Эта задача особенно актуальна в момент включения робота, когда его позиция заранее не известна. В этот момент достоверную информацию можно извлечь только из анализа окружающей среды. Подобная задача является стандартной задачей определения начального положения [1] путём поиска и распознавания локальных ориентиров в окружении робота. Ориентиром может служить любой наблюдаемый элемент окружения, вычислимое описание которого можно сопоставить с аналогичным описанием, хранимым в системе управления робота. Этой задаче, начиная с 80-х годов прошлого века, было посвящено большое число работ (подробную библиографию см. в [2]).
На ранних этапах развития робототехники программная и аппаратная сложности использования систем технического зрения для решения задачи автономной навигации робота породили методы обработки и интерпретации сигналов сканирующих дальномеров [3], [4]. Однако низкая точность
измерителей дальности на некоторое время затормозила развитие этого направления. Оно получило новый импульс в развитии только в последнее десятилетие в связи созданием и широким применением лазерных сканеров нового поколения. Например, в работах [5], [6] и [7] успешно используются современные дальномеры, которые позволяют эффективно с хорошей точностью решать задачи путевой навигации.
С другой стороны, низкая точность измерителей дальности привела к возникновению методов интерпретирующей [8], качественной [9] навигации, которая основана на распознавании видимых ориентиров в окружении робота и сравнении их информационной эквивалентности.
Теоретические основы методов интерпретирующей навигации внутри помещений применительно к задачам управления движения по сигналам дальномера были развиты в работах [10, 11]. В них подробно исследованы свойства среды с линейными границами препятствий и строго доказана важность выделения из дальномерных измерений угловых точек предметов в окружении робота. Показано, что для решения задач позиционной привязки необходимо и достаточно распознавание только 5 типов локальных ориентиров: "выпуклый угол", "вогнутый угол", "скачок к", "скачок от" и "стена".

Купить