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!

    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 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
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    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
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету

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