Построение маршрута с учетом динамических ограничений

Губин Александр Игоревич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Данная работа посвящена задаче построения маршрута с учетом динамических ограничений. Рассмотрены основные подходы к решению данной задачи, а именно методы на основе графов, методы на основе клеточной декомпозиции и методы на основе потенциальных полей. Проведен анализ рассмотренных методов. Предложен алгоритм построения маршрута с учетом динамических ограничений, основанный на клеточной декомпозиции. Проведено тестирование работоспособности алгоритма на различных смоделированных примерах.

Введение……………………………………………………………………………………………………. 3
Постановка задачи……………………………………………………………………………………… 6
Глава 1.1. 1.2. 1.3.
Глава 2.1. 2.2.
1. Обзор существующих методов построения маршрута……………………. 7
Алгоритмы на основе графов ……………………………………………………….. 7
Методы на основе клеточной декомпозиции ………………………………. 12
Методы на основе потенциальных полей ……………………………………. 16
2. Алгоритм построения маршрута …………………………………………………. 19
Описание алгоритма ………………………………………………………………………. 19
Анализ работы алгоритма ………………………………………………………………. 23
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 28
Список литературы ………………………………………………………………………………….. 29

Впервые о мобильных роботах заговорили после успешной миссии Лунохода-1 [1], который стал первым успешным планетоходом, предназначенным для исследования поверхности луны. Он был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года на борту посадочного модуля Луна- 17. Им управляли специально обученные операторы удаленного контроля с Земли. Луноход-1 преодолел расстояние около 10 километров.
В настоящее время, благодаря развитию информационных технологий, мобильные роботы используются не только для космических миссий, а также и в различных отраслях деятельности человека. Например, мобильные роботы используются для погрузки и разгрузки товара на складе. Благодаря тому, что расположение стеллажей на складе не меняется, робот может спокойно маневрировать между ними, не создавая аварийных ситуаций.
Известны примеры использования роботов для обеспечения безопасности человека. В Японии распространены, так называемые, роботы- полицейские, которые движутся по городу и следят за соблюдением порядка на улицах. Они оснащены детекторами дыма, способны издавать сигнал тревоги, а также оснащены средствами видеосъемки.
В 1989 году [2] был изобретен первый автономный робот Helpmate, предназначенный для решения логистических и транспортных задач в больницах. Навигация Helpmate осуществлялась на основе одометрических данных, а с помощью ультразвуковых датчиков измерения расстояния, датчиков инфракрасного излучения и видеокамер робот был способен избегать столкновений с препятствиями. Он использовался для доставки еды и лекарств пациентам в палаты, перевозки документов среди медперсонала больницы.
Компания Meituan Dianping, которая первоначально выступила с инициативой «бесконтактной доставки» по Китаю, уже начала использовать автономные транспортные средства для поставок продуктов в районе Шуньи
3
в Пекине и планирует запустить аналогичные службы доставки роботов в других районах столицы [3]. Компания начала тестировать роботов и беспилотников для доставки в 2019 году, но это первый случай развертывания автономных средств доставки на дорогах общего пользования. Автономный робот способен перевозить до 100 кг товаров и доставлять от трех до пяти заказов за каждую поездку.
Также широкое распространение имеют роботы, предназначенные для работы в среде, опасной для жизни человека. Например, роботов используют при устранении последствий техногенных катастроф, для работы в местах с повышенным уровнем радиации, для участия в противотеррористических операциях.
Роботы используются для диагностирования, фрезерования и заделки трубопроводов изнутри. Самоходные роботы позволяют быстро находить проблемы, получать достоверную информацию о текущем состоянии трубопроводов, принимать правильное решение о способе ремонта и объеме предстоящих работ.
Построение маршрута движения является одной из важнейших задач в навигации роботов. В основе решения данной задачи лежат три главных условия. Первое – построенный маршрут должен проходить через заданные начальные и конечные точки. Второе – путь робота необходимо строить таким образом, чтобы он не пролегал через ограничения, такие как различные архитектурные сооружения, препятствия природного характера и так далее. И, наконец, третье – построенный маршрут, отвечающий первым двум условиям, должен быть оптимальным.
Подходы к планированию пути можно систематизировать по разным аспектам. В отношении применения информационных технологий, методы возможно разделить на традиционные и эвристические. По имеющейся информации об окружающей среде допускается разделение на подходы с глобальным планированием маршрута (в прямом доступе есть карта
местности) и локальным планированием (в наличии сведения об обстановке в 4

области прямой видимости робота). В зависимости от характера окружающего мира можно классифицировать задачи планирования с учетом динамических и статических ограничений (стоит сказать, что при решении практических задач, только статические ограничения почти не встречаются).
В данной работе ставятся задача построения маршрута с учетом динамических ограничений, а также разрабатывается алгоритм для ее решения. Для иллюстрации работы алгоритма приводятся смоделированные примеры.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет