Корректировка курса беспилотного транспортного средства при движении в составе колонны на основе точечного излучения

Завершен

Идея проекта

Лауреат
Полное название проекта
Корректировка курса беспилотного транспортного средства при движении в составе колонны на основе точечного излучения
Руководитель
Мария Егорова
Заявлен
31 января 2018, 07:22
Категории проекта
  • ИЗОБРЕТАЙ!
  • II ступень
  • На конкурс «Реактор» 2018
Ключевые слова проекта
  • точечные источники излучения
  • грузовая автоколонна
  • беспилотное транспортное средство
  • корректировка курса транспортного средства относительно лидера при движении в составе колонны
Площадка конкурса
ТехноАрт
Закрыт
16 февраля 2018, 06:33

Назначение технологии

применение точечных источников излучения для задания курса беспилотного транспортного средства при движении в составе колонны

Принцип действия технологии

При движении беспилотного транспортного средства (ТС) в составе колонны необходимо выполнение следующих минимальных условий:
1. выбор направления движения вслед впередиидущего ТС (лидера);
2. корректировка расстояния до впередиидущего ТС.
Соблюдение второго условия решается относительно просто на основе использования сонара, позволяющего контролировать как расстояние до впередиидущего ТС, так и возникновение препятствий во время движения. Соблюдение первого условия требует значительно больших усилий.
В первую очередь ведомое ТС должно определять расположение лидера на дороге относительно себя. После определения расположения лидера необходимо принять решение о следовании за лидером, либо о необходимости корректировки курса ТС. Для достижения приемлемого результата корректировку курса ТС на основе определения расположения лидера необходимо выполнять в динамике как минимум несколько раз в секунду.
Расположение лидера относительно себя беспилотное ТС может определять на основе точечного источника излучения. Таким источником может быть, например, обычный источник света. Для определения расположения лидера беспилотному ТС необходимо иметь в своём составе, как минимум, два датчика излучения. Для повышения точности определения расположения источника излучения датчики излучения должны быть разнесены относительно друг друга на возможно больший угол. Применительно к ТС это означает расположение датчиков излучения по бортам ТС.
Методика корректировки курса ТС может быть весьма простой, если сама корректировка курса выполняется достаточно часто. Алгоритм корректировки курса выглядит следующим образом:
1. Если источник излучения фиксируется обоими датчиками, то необходимо продолжать прямолинейное движение вперёд.
2. Если источник излучения фиксируется только одним датчиком, то необходимо осуществить небольшой поворот ТС в направлении датчика, который продолжает фиксировать источник излучения.
Данный алгоритм вполне работоспособен, если источник даёт малый угол излучения.

Результаты проекта

Проведённое исследование показало возможность организации движения колонны транспортных средств, при которой ведомое транспортное средство выбирает направление своего движения на основе обработки информации о точечном источнике излучения, расположенном на впередиидущем транспортном средстве.
Для доказательства возможности корректировки курса беспилотного транспортного средства на основе точечного источника излучения мной был создан макет на основе конструктора Lego Mindstorms NXT, включающий в себя два транспортных средства: ведущее и ведомое. Макет демонстрирует работоспособность метода на практике.
Движение нескольких грузовых автомобилей в колонне позволяет существенно сэкономить топливо, ведь грузовикам, идущим вслед за первым грузовиком, не требуется преодолевать сопротивление воздуха. Использование труда одного водителя вместо трех-четырех водителей также позволит снизить стоимость грузовых перевозок, что в масштабах России может привести к значительной экономии финансов при организации грузоперевозок.

Презентация

Система корректировки курса при движении в составе колонны (2).pptx

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Мария Егорова
1

разработка способа корректировки курса транспортного средства относительно лидера при движении в составе колонны.

Исполнитель:
Мария Егорова
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

При движении беспилотного транспортного средства (ТС) в составе колонны необходимо выполнить следующие минимальные условия:
1. выбор направления движения вслед впередиидущего ТС (лидера);
2. корректировка расстояния до впередиидущего ТС.

Ключевые слова задачи

    Компетенции

    1. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
    2. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
    3. Развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оценивать возможности и области применения средств и инструментов ИКТ в современном производстве или сфере обслуживания
    4. Формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями, их востребованности на рынке труда
    5. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
    6. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
    7. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей

    Приложенные файлы

      2

      разработать методику корректировки курса ТС

      Исполнитель:
      Мария Егорова
      Срок:
      задача уже завершена
      Статус:
      выполнена

      Описание и инструкции

      Алгоритм корректировки курса выглядит следующим образом:
      1. Если источник излучения фиксируется обоими датчиками, то необходимо продолжать прямолинейное движение вперёд.
      2. Если источник излучения фиксируется только одним датчиком, то необходимо осуществить небольшой поворот ТС в направлении датчика, который продолжает фиксировать источник излучения.
      Данный алгоритм вполне работоспособен, если источник даёт малый угол излучения,

      Ключевые слова задачи

        Компетенции

        1. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
        2. владение навыками алгоритмического мышления и понимание необходимости формального описания алгоритмов
        3. владение стандартными приёмами написания на алгоритмическом языке программы для решения стандартной задачи с использованием основных конструкций программирования и отладки таких программ; использование готовых прикладных компьютерных программ по выбранной специализации
        4. владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы
        5. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов

        Приложенные файлы