Публікація: Розвиток теорії та удосконалення систем автономної навігації мобільних наземних роботів у недетермінованих середовищах
Завантаження...
Дата
2017
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
Анотація
Дисертація містить теоретичне узагальнення і вирішення актуальної науково - прикладної проблеми створення науково-методичного апарату для комплексного вирішення теоретичних і практичних завдань, пов’язаних з автономною навігаціею МР, зокрема, теорії та методів машинного зору для можливості бачити сектор перед МР; методу перевірки стабільності частоти бортового годинника МР; методів визначення власної орієнтації МР для ефективного функціонування роботу у недетермінованих середовищах за умов наявності факторів, що заважають нормальному функціонуванню МР. Запропоновано новий метод лазерного зондування простору, що оточує робота - метод динамічної тріангуляції, який надає можливість сканування в об’ємному секторі і можливість картографування поверхні перешкоди. Розроблено метод вимірювання часових інтервалів та частоти сигналів – метод
раціональної апроксимації наближенням медіантами, який забезпечує при реєстрації співпадання деякої цілої кількості інтервалів вимірювання з цілою кількістю еталонних інтервалів без залишку вимірювання частоти сигналу з великою точністю за дуже короткі інтервали часу. Цей метод можливий завдяки використанню вперше запропонованого критерію медіанти з чисельником у форматі «ціле число з деякою кількістю нулів». Метод є інваріантним до джиттеру та нестабільності тривалості імпульсів імпульсних послідовностей. Розроблено метод пошуку енергетичного центру для оцінки часового положення імпульсу зі складною формою обвідної для підвищення точності визначення просторового положення енергетичного центру лазерного п’ятна на поверхні, що підвищує розрізняльну здатність СТЗ. Запропоновано метод функціонування лазерного сканера СТЗ зі змінним кроком сканування, що дозволяє оптимізувати пошук перешкоди в поле зору робота за критеріями мінімальних витрат часу на сканування та максимальної інформативності. Удосконалено формування достовірної зони поля зору робота шляхом фільтрації результатів сканування з великими похибками на основі використання алгоритму Левенберга-Марквардта для підвищення розрізняльної здатності СТЗ. Розроблено метод визначення оптимальної траєкторії руху МР в заданому секторі простору за критерієм мінімального шляху і максимальної гладкості траєкторії.
The actual scientific problem of the development of the theory of autonomous navigation of mobile terrestrial robots in non-deterministic environments has been solved. It is based on the integrated use in a single matrix of the robot state the information about the environment of the robot, its own spatial orientation and the refined time scale. The new method of dynamic laser triangulation, which provides
the possibility of scanning in the bulk sector and the possibility of mapping the surface of the obstacle, is proposed. It facilitates the control decisions in real time and in the same coordinate system. The developed method of time intervals and frequency measurement is a method of rational approximation by mediants, which provides by registering the coincidence of a certain number of measurand intervals with a number of reference intervals without a residual, to measure the signal frequency with great accuracy during very short interval of time. This method of the coincidence without remainder becomes possible due to the use of the firstly proposed criterion of medians with a numerator in the format of "integer with a certain number of zeros". It has been shown that the new method is invariant to the jitter and the instability of the pulse width. The method of the power center search for the temporal position estimation of a pulse with a complex shape is developed. It allows, in conditions of limited time, with sufficient accuracy to determine the spatial position of the energy center of the illuminated laser spot on the obstacle surface, and provides significant advantages in the TVS resolution. The method of the laser scanner functioning with a variable scanning step is proposed. It allows optimizing the search of the obstacle in the field of view under the criteria of minimum time for scanning and maximum informativity. The method of forming a robot’s reliable field of view is improved by filtration of scan results with large errors based on the use of Levenberg-Marquardt algorithm for increasing the TVS resolution. The method for the optimal trajectory determination of MR motion in a given spatial sector based on the criterion of the minimum path and maximum trajectory smoothness is developed.
Опис
Ключові слова
автономна навігація, мобільний робот, динамічна тріангуляція, частота бортового еталону, наближення медіантами, autonomous navigation, mobile robot, dynamic triangulation, frequency of on-board reference, approximation by mediants
Бібліографічний опис
Сергієнко О. Ю. Розвиток теорії та удосконалення систем автономної навігації мобільних наземних роботів у недетермінованих середовищах : атвореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.12.17 "Радіотехнічні та телевізійні системи" / О. Ю. Сергієнко ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2017. – 36 с.