Разработка системы управления автономным колесным роботом

Консультант(ы): 

Ключевые слова: 

Тематика проводимого исследования: 

Теория автоматического управления

Приобретаемые знания: 

Знания в области имитационного моделирования колесных роботов; Знания в области разработки систем управления движением колесных роботов тактического уровня

Приобретаемые навыки и умения: 

Умение программно реализовывать модель управляемого движения колесного робота на языке Python; Умение выбирать коэффициенты ПИД-регулятора в составе систем управления движением колесных роботов тактического уровня

Необходимый уровень знаний и навыков практиканта для выполнения задания: 

Освоение дисциплин «Основы теории автоматического управления», «Основы алгоритмизации и программирования», «Методы искусственного интеллекта»

Тип проекта: 

Практика / научно-исследовательская работа

Период практики: 

6 месяцев

Краткое описание проекта: 

Актуальность применения мобильных роботов в различных отраслях хозяйства вполне очевидна. При этом возникают задачи управления их целенаправленным движением в средах с препятствиями на исполнительном, тактическом и стратегическом уровнях информационно-измерительных систем. Задача тактического уровня заключается в обеспечении безопасного и эффективного по времени передвижения робота к точке с заданными координатами. Исходные данные для выполнения проекта: - в качестве основы для выполнения курсового проекта предоставляется программная модель мобильного робота; - транспортная платформа робота построена по четырехколесной схеме с передними поворотными колесами; - программная модель робота оснащена системой навигации, обеспечивающей определение его текущего положения и ориентации; - карта расположений препятствий и габариты робота выбираются согласно варианту задания; - роботу доступна навигационная информация о текущих координатах его местоположения и информация о положении ближайшего препятствия; - вектор результирующей силы R, действующей на робота по методу потенциальных полей, определяется исходя из взаимного расположения робота, целевой точки и ближайшего препятствия

Задания на практику: 

- разработать программно-алгоритмическое обеспечение для формирования сцены с препятствиями согласно варианту задания; - автоматизировать расчет сил действующих на робота, согласно методу потенциальных полей и расчет скорости движения робота и углов поворота рулевых колес с учетом полученной результирующей силы R; - провести серию экспериментов по автоматизированному синтезу движений мобильного робота в среде препятствиями при различных взаимных положениях робота и целевой точки; - на основе проведенных экспериментов выбрать наилучшие параметры метода потенциальных полей, обеспечивающие безопасное движение робота на выбранной сцене

Результат выполнения проекта: 

- краткий обзор метода потенциальных полей; - описание принципов целенаправленного движения робота к заданной точке на основе анализа информации о расположении ключевых объектов; - описание разработанного алгоритма и программного обеспечения для обработки информации и моделирования движения робота; - описание результатов экспериментов по расчету траекторий движения мобильного робота на выбранной сцене.