Введение ................................................................................................................ 5
1. Глава 1. Анализ эффективности робототехники в современном мире.... 10
1.1. Типы роботов................................................................................................ 12
1.1.1. Промышленные роботы........................................................................... 14
1.1.2. Человекоподобные роботы...................................................................... 14
1.1.3. Роботизированное оружие ....................................................................... 15
1.1.4. Автономные мобильные роботы............................................................. 16
1.2. Применение робототехники ....................................................................... 18
1.2.1. Роботы безопасности................................................................................ 19
1.2.2. Медицинские роботы ............................................................................... 20
1.2.3. Исследование космического пространства ............................................ 21
1.2.4. Подводные исследования......................................................................... 22
1.2.5. Армейские роботы.................................................................................... 23
1.2.6. Развлекательные роботы.......................................................................... 25
1.2.7. Сельское хозяйство................................................................................... 26
Выводы по первой главе: ................................................................................... 28
Глава 2. Разработка математической модели системы автоматического
управления ДПТ на базе АСНЛ............................................................................. 29
2.1. Математическая модель двигателя постоянного тока ............................. 30
2.2. Метод управления ДПТ на основе АСНЛ контроллера .......................... 32
2.3. Структура контроллера АСНЛ с определенными параметрами............. 34
2.4. Набор данных для обучения контроллера АСНЛ .................................... 38
Выводы по главе 2 .............................................................................................. 40
3
Глава 3. Разработка математической модели мобильного робота на базе АСНЛ
................................................................................................................................... 41
3.1. Математическая модель мобильного робота ............................................ 42
3.1.1. Расчёт расстояния и угла между роботом и целью.......................... 44
3.1.2. Структура модели ориентации МР с тремя датчиками ........................ 46
3.1.3. Расчёт параметров траектории и кривизны МР..................................... 47
3.2. Метод управления МР на основе АСНЛ контроллера............................. 47
3.3. Структура контроллера АСНЛ с определенными параметрами............. 50
3.4. Набор данных для обучения контроллера АСНЛ .................................... 55
Выводы по главе 3 .............................................................................................. 59
Глава.4. Разработка системы управления МР с использованием обработки
изображений ............................................................................................................ 60
4.1. Обнаружение и отслеживание объектов с помощью обработки
изображений ........................................................................................................ 63
4.1.1. Удаление шума.......................................................................................... 63
4.2.2. Сегментация изображений....................................................................... 64
4.2.3. Извлечение признаков.............................................................................. 65
4.2.4. Отслеживание и обнаружение................................................................. 66
4.3. Способ управления движением МР вычислением угловой скорости
правого и левого колеса ..................................................................................... 69
4.3. Метод обнаружения границ объектов на основе АСНЛ.......................... 72
Выводы по главе 4 .............................................................................................. 73
Глава 5. Разработка схемы системы управления ДПТ, планирования траектории
и отслеживания и обнаружения объектов МР ..................................................... 74
4
5.1. Схема системы управления ДПТ и с использованием контроллера АСНЛ
………………………………………………………………………………..74
5.1.1. Сравнение времени нарастания, регулирования и перерегулирования
между разработанным контроллером и существующими контроллерами .. 75
5.2. Схема системы управления МР для алгоритма обхода препятствий с
использованием контроллера АСНЛ................................................................ 79
5.2.1. Сравнение длины траектории и плавности между разработанным
контроллером и другим контроллером............................................................. 80
5.3. Схема системы отслеживания и обнаружения объектов МР с
использованием обработки изображений на базе АСНЛ............................... 83
5.2.1. Результаты метода обнаружения границ объектов в реальном времени
данных с использованием обработки изображений на базе АСНЛ .............. 84
5.2.1. Результаты отслеживания и обнаружения объектов МР...................... 85
5.4. Реализация контроллера АСНЛ для двигателя постоянного тока на плате
Arduino Due АСНЛ.............................................................................................. 93
5.4.1. Схема управления двигателем постоянного тока на Arduino Due ...... 94
5.4.2. Результаты практической реализации разработанной АСНЛ на
платформе Arduino.............................................................................................. 97
Выводы по главе 4 ............................................................................................ 100
Заключение ............................................................................................................ 102
Список Литературы .............................................................................................. 104
Приложение 1(Программа реализации реализация контроллера ДПТ
разработанной АСНЛ на доступной системе, основанной на платформе
Arduino.)................................................................................................................. 112
Приложение 2 (Акт внедрения результатов работы).................................... 124
