Найти

Результаты поиска

• ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СРЕДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТЗ

  С.М. Соколов, А. А. Богуславский, С. А. Романенко

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Целью исследования является повышение эффективности информационного обеспе-чения автономных подвижных средств с использованием зрительных данных и технологий его разработки за счёт рационального использования нетрадиционных вычислителей и специальной подготовки алгоритмического обеспечения. Использование нетрадиционных, гетерогенных вычислительных средств позволяет существенно расширить круг задач об-работки зрительных данных в масштабе реального времени и, тем самым, увеличить си-туационную осведомлённость автономных РТК и оперативность её получения. Рацио-нальное использование нетрадиционных вычислителей требует существенной переделки алгоритмического обеспечения. Большинство алгоритмов применяемых при обработке изображений, были разработаны в расчёте на реализацию на традиционных, фон-Неймановских архитектурах вычислителей и требуют существенных усилий для реализа-ции на параллельных структурах и разработки специальных инструментальных средств программирования. В работе сделан акцент на исследования в области использовании ПЛИС и рассмотрен ряд подходов в специальной подготовке необходимого алгоритмического обеспечения. В качестве модельных, демонстрационных примеров использования не-традиционных вычислителей рассмотрена реализация таких алгоритмов обработки зри-тельных данных, которые активно используются в широком круге задач информационного обеспечения целенаправленных перемещений мобильных РТК. Описана подготовка и реали-зация на ПЛИС таких алгоритмов, как построение гистограмм, вычисление оптического потока, сегментация изображений. Приведены результаты экспериментов на действующих макетах бортовых вычислителей. В качестве исходных данных использованы зрительные данные, собранные при движении мобильных средств в условиях естественной среды. Всё используемое программное обеспечение выполнено на основе унифицированного каркаса программного обеспечения систем технического зрения реального времени отечественной разработки. В заключении обсуждаются дальнейшие шаги в указанном направлении, с учё-том стремления к использованию отечественных программно-аппаратных средств.

• ОРГАНИЗАЦИЯ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОДВИЖНЫХ СРЕДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОРИЕНТИРОВ

  С. М. Соколов , Н.Д. Беклемишев , А. А. Богуславский

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Рассматривается решение навигационной задачи с помощью системы технического
  зрения, определяющей положение подвижного средства относительно ориентиров, ука-
  занных в окружающем пространстве. Навигация по ориентирам является наиболее объек-
  тивным критерием расположения подвижного средства в окружающем пространстве.
  Способ измерения параметров соотношений, характеризующих расположение подвижного
  средства относительно ориентиров, является почти независимым от других навигацион-
  ных измерений. Ввод данных для корректировки координат и других параметров движения
  может производится не непрерывно, а в некоторые дискретные, и, в общем случае, до-
  вольно редкие моменты времени. Рассматривается общая схема решения: от постановки,
  до получения навигационной информации. Кратко описывается комплексирование получен-
  ных данных с данными от других навигационных средств, анализируются ключевые про-
  блемы и параметры СТЗ, влияющие на точность получаемых результатов. Ключевым мо-
  ментом в рассматриваемом способе является решение системы уравнений, описывающих
  положение робототехнических комплексов относительно указанных ориентиров. Эта
  система решается модифицированным методом Гаусса-Ньютона для нелинейной переопределенной системы уравнений. Заменой левой части каждого уравнения ее дифференциа-
  лом в точке начального приближения осуществляется линеаризация. Значения неизвестных
  в переопределенной системе линейных уравнений, при которых сумма квадратов невязок в
  уравнениях является минимальной, могут быть получены либо методом SVD (сингулярного
  разложения), либо с помощью симметризации системы. При этом SVD более устойчив к
  накоплению вычислительной погрешности, но несколько более требователен к ресурсам
  компьютера и сложнее в реализации. Мы использовали решение методом симметризации
  как более простое. Полученная система решается методом квадратного корня (Холецко-
  го). Для обнаружения ориентиров в составе СТЗ используются два вида модулей СТЗ –
  панорамный, на основе камеры с объективом типа «рыбий глаз» и стерео. Предложенный
  способ позволяет решать задачу уточнения параметров движения по отдельным, разре-
  женным измерениям собственного положения и скорости относительно ориентиров в
  окружающем пространстве. Независимо и в комплексе с другими средствами навигации
  описанный подход обеспечивает высокоточное определение навигационных параметров в
  различных условиях движения. Описываются результаты натурных экспериментов с ма-
  кетом предложенной системы при движении в различных условиях. Обсуждаются пути
  совершенствования и развития рассмотренного подхода.

• МЕТОДИКА И ПРАКТИКА ПОВЫШЕНИЯ АВТОНОМНОСТИ НАЗЕМНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

  С.М. Соколов , A.A. Богуславский

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Тенденции развития современной робототехники и потребности практики требуют повы-
  шения степени автономности робототехнических комплексов. Повышение степени автономно-
  сти, в свою очередь, требует увеличения ситуационной осведомлённости и, как следствие, увели-
  чение объёма данных и эффективности их обработки в масштабе реального времени на бортовых
  ресурсах. При этом сохраняется требование экономической целесообразности предлагаемых ре-
  шений. С учётом того, что в отечественной практике в большинстве случаев используются те-
  леуправляемые роботы, возникает необходимость наращивания их автономности, с использова-
  нием уже имеющихся технических решений. Такое направление развития робототехнических ком-
  плексов называется переходом от телеуправления к супервизорному управлению. На этом пути
  осуществляется передача всё большего количества информационно- управляющих функций от
  оператора к бортовой информационно-управляющей системе. На основе анализа мирового и соб-
  ственного опыта разработок робототехнических комплексов, авторской методики создания ро-
  ботов с повышенной степенью автономности, нами выделен ключевой элемент обеспечения ин-
  теллектуальной автономности мобильных средств. Предложен унифицированный программно-
  аппаратный модуль информационного обеспечения мобильных роботов. Основу модуля образует
  система технического зрения с открытой программно-аппаратной архитектурой. Этот модуль
  позволяет наращивать степень автономности наземных робототехнических комплексов в части
  интеллектуальной автономности постепенно, оставаясь в рамках экономической целесообразно-
  сти. Открытая программная архитектура модуля учитывает имеющееся де-факто разнообразие
  аппаратных решений в существующих телеуправляемых подвижных средствах и позволяет про-
  изводить увеличение степени автономности – переходить от режима телеуправления к суперви-
  зорному управлению пошагово, сообразно решаемым задачам и доступным средствам. Предлага-
  ется методика создания новых или реинжиниринга уже существующих образцов РТК. Методика
  включает анализ общей компоновки РТК с акцентом на программно-алгоритмическую часть бор-
  товой информационно-управляющей системы. При этом учитываются условия согласования тре-
  бований к сенсорной и вычислительной частям. В работе рассмотрены примеры применения этой
  методики к усовершенствованию уже существующих образцов наземных РТК. Приводятся по-
  становки практических задач и примеры их решения с помощью предлагаемого модуля