Введение
Глава 1. Информационно-измерительные и управляющие системы мобильных роботов 17
1.1. Проблемы построения алгоритмов системы управления и навигации мобильных роботов с дистанционными сенсорами 17
1.2. Операционная среда - информационное пространство многосенсорной системы мобильного робота. Структура ИИУС 23
1.3. Мехатронные объекты управления с дистанционными сенсорными системами, используемыми при формировании обратных связей
1.3.1. Характеристики макетов, образцов мобильных роботов 29
1.3.2. Построение ультразвуковых и оптических систем 35
1.3.3. Разработка промышленных образцов информационно-измерительных систем и их применения к задаче создания линейного привода с программным управление 40
1.4. Интеграционное программное обеспечение для формирования операционной среды и управления мобильных роботов 45
1.5. Постановка задачи 55
Глава 2. Исследование информационных возможностей дистанционных акустических сенсоров и построение комплекса моделей 58
2.1. Трансляционная аппроксимация рельефа и алгоритм задания внешней среды мобильного робота. Программная реализация 59
2.2. Построение базовой модели эхолокации (непрерывной и дискретно-непрерывной) для выявления информативных свойств эхосигналов
2.2.1 Вычисление элементарных эхосигналов 60
2.2.2 Границы допустимости параметризации и линеаризации, исследование алгоритма моделирования элементарных эхосигналов 66
2.2.3 Общий алгоритм вычисления эхосигналов и верификация программы...75
2.3. Исследование механизма рассеяния на квазирегулярных структурах (резонансная модель). Результаты измерений и диаграммы рассеяния, доказывающие реализуемость соответствующих акустических сенсорных систем 78
2.4. Формирование операционной среды мобильных роботов с ультразвуковыми сенсорами, вычислительные эксперименты с системой программной классификации формы и свойств объектов внешней среды 85
2.4.1 Построение способов обработки акустической информации в установившемся режиме регистрации эхосигналов 85
2.4.2 Исследование информационной значимости неустановившегося режима регистрации эхосигналов 87
2.4.3 Вычислительные эксперименты с разработанной системой классификации рельефа местности 91
2.5. Основные результаты исследований перспективных сенсорных систем и определение требований к построению акустической аппаратуры 97
Глава 3. Метод аттестации оптико-электронного тракта систем технического зрения и реализация системы эвристического синтеза новых оптических схем 109
3.1. Основные параметры оптического тракта систем технического зрения... ПО
3.2. Алгоритм юстировки и аттестации систем технического зрения (СТЗ). Эксперименты и метод обработки изображений лазерной подсветки для вычисления параметров оптико-электронного тракта СТЗ
3.3. Формализация процедуры синтеза оптических схем. Оптические элементы, их нотификация и схематическое отображение 122
3.4. Формирование списков оптических элементов. Программная реализация системы синтеза ОС с использованием экспертных правил 128
3.5. Оценка практической применимости системы для генерации оптических схем, включаемых в расчет нового типа модульной оптики для СТЗ 134
Глава 4. Построение перспективных способов обнаружения объектов по акустическим и оптико-акустическим данным 150
4.1. Измерение дальности до объекта ограниченной протяженности и его параметров по многочастотным ультразвуковым сигналам 151
4.2. Способ обнаружения залежей железно-марганцевых конкреций поисковой акустической информационной системой подводных роботов 159
4.3. Методика выбора параметров акустических маркеров-отражателей... 162
4.4. Способ совместной обработки оптических и акустических данных и анализ его реализуемости в системе информационного обеспечения управления роботов 164
Глава 5. Разработка программных и технических средств для исследовательских и промышленных сенсорно-управляющих систем (одномерная операционная среда) 178
5.1. Согласование информационно-двигательной активности с реализуемой архитектурой системы, включая микропроцессорные спецвычислители 178
5.2. Управление гидроприводом с ультразвуковым путеизмерителем и модель измерений в гидрофицированной буровой установке 199
5.3. Разработка метода совмещения фильтрации ультразвуковых данных и программного управления линейным приводом 201
ГЛАВА 6. Интеллектуальное управление робокаров и гусничных роботов (двумерная операционная среда) 216
6.1. Алгоритмы построения транспортных систем с навигационным обеспечением по акустическим маркерам 216
6.2. Алгоритм эквидистантного отслеживания линейных ориентиров робока ром с проскальзыванием колес, вычисление зон переключения режимов управления. Упрощение системы управления за счет нахождения аналитических решений уравнений движения 221
6.3. Разработка мобильных гусеничных роботов и тренажеров, повышение эффективности информационно-измерительных систем специальных роботов. Сопоставление противоречивых сенсорных данных для управления роботов на основе экспертных схем 228
ГЛАВА 7. Навигационное информационное обеспечение подводных аппаратов, верификационные эксперименты с гидролокаторами (трехмерная операционная среда).. 239
7.1. Построение программ навигации подводного аппарата с учетом динамики дрейфа обеспечивающего судна и с автоматическим восполнением пропущенных измерений 240
7.2. Алгоритмы калибровки полигона, накопления данных и оценки погрешности определения координат. 260
7.3. Программное обеспечение для аппроксимации дальнометрических данных в условиях сильных помех и для эвристического оценивания области возможных положений подводного аппарата и обеспечивающего судна 266
7.4. Верификационные вычислительные эксперименты для сопоставления с результатами натурных измерений, проведенных с помощью модернизированного гидролокатора подводного робота. Исследование путей совершенствования информационного обеспечения подводных роботов 271
Заключение 287
Литература
