View source for Проекты:Гусеничный робот

= [[Название::Проект "Гусеничный робот"]] =
== Текущая версия проекта ==

{{#set:Страница={{PAGENAME}}}}
{{#set:Фото=Гусеничный блок робота v0.2.png}}
=== Версия 0.2 ===
{{:Проекты:Гусеничный робот:v0.2}}

== Состояние проекта ==
Работы по проекту, связанные с разработкой универсальной гусеничной платформы выполняет студент '''И.М.&nbsp;Еремеев''' в рамках соответствующей
магистерской диссертации (руководитель [[Преподаватели:Кавалеров, Максим Владимирович|М.В.&nbsp;Кавалеров]]).

Многие из [[{{PAGENAME}}#Задачи проекта|задач проекта]] выходят за пределы объема этой
магистерской диссертации, однако практическим результатом работы над
диссертацией должна стать гусеничная платформа, являющаяся необходимой основой для
дальнейших работ по данному проекту. При этом, кроме обычного удаленного
управления человеком, предполагается реализация элементов автономного
перемещения робота, в частности, автоматическое позиционирование и преодоление
узких дверных проемов.

== История проекта ==

=== Предварительная проработка ===
При построении робота было проработано множество вариантов. Были рассмотрены
колесные варианты, но они не были хорошо проходимы по пересеченной местности, а
также им трудно давались подъемы по ступеням. Также внимание уделялось гибридным
роботам с различными толкателями, роликами и прочими манипуляторами,
используемыми для целей подъема по ступеням. Но такие варианты не подходили
из-за сложности их реализации, опасений в их надежности и обычно небольшой
грузоподъемности.

В итоге, после анализа различных вариантов было решено остановиться на
моноблочной гусеничной конструкции. Реализация гусеничного шасси решает почти
все поставленные задачи. По проходимости - это самый удачный вариант. Гусеничный
робот с легкостью преодолевает пересеченную местность, а также, при правильном
выборе профиля гусеницы, хорошо взбирается по ступеням типовых лестниц и по
достаточно крутым наклонным плоскостям. Также обеспечивается и хорошая
грузоподъемность робота. Ведь разрабатывается именно универсальная платформа, а
значит, на ней будут, в последующем, располагаться различные манипуляторы, вес
которых может оказаться существенным.

Среди уже известных гусеничных роботов интересными оказались реализации
зарубежных роботостроительных компаний, в частности:
* [http://en.wikipedia.org/wiki/Foster-Miller_TALON TALON] компании Foster Miller; <ref>TALON robots [Электронный ресурс]. URL: http://www.wired.com/images_blogs/dangerroom/files/DS08-126-TalonIVEngineer.pdf</ref> 
* MMP40X компании Machine Lab; <ref>MMP-40X Tracked Tactical Robot System [Электронный ресурс]. URL: http://www.themachinelab.com/Tactical/Tactical-40/MMP40X%20Tactical2.pdf </ref> 
* Element компании Mesa Robotics; <ref>Performance Specifications and Features - Element (Modular Robotic Platform) [Электронный ресурс]. URL: http://www.mesa-robotics.com/files/Element%20Performance%20Spec.pdf</ref> 
* Scorpion компании Mesa Robotics. <ref>Scorpion - Developmental Chassis [Электронный ресурс]. URL: http://www.mesa-robotics.com/files/Scorpion%20Spec.pdf</ref>
Все они представляют собой моноблочную конструкцию с двумя гусеницами.
При разработке нашего робота были учтены определенные преимущества и недостатки
данных конструкций.

=== Версия 0.1 ===
{{:Проекты:Гусеничный робот:v0.1}}

== Общие сведения о проекте ==
=== Задачи проекта ===
Проект разработки гусеничного робота для целей исследования и обучения включает
в себя следующие задачи:

1) разработка моноблочной гусеничной платформы, обладающей способностью:
* перемещаться по ступеням типовых лестниц в зданиях;
* перемещаться по пересеченной местности;
* подниматься по наклонной плоскости с углом наклона до 45 градусов;
* нести на себе или тянуть за собой полезную нагрузку весом в несколько десятков килограмм (дает возможность установки и использования дополнительного бортового оборудования);

2) разработка программного обеспечения робота и установку дополнительных
технических средств, которое позволило бы:
* выполнять удаленное управление роботом, получая данные с сенсоров робота, в том числе,видеоизображение с одной или нескольких бортовых видеокамер;
* осуществлять автономное перемещение робота в известной местности (заранее известна ее карта) и в неизвестной местности (карта местности строится одновременно с перемещением робота по технологии [http://en.wikipedia.org/wiki/Simultaneous_localization_and_mapping SLAM]), причем особенность перемещения между этажами здания открывает возможности для построения "многоэтажных" карт;
* взаимодействие групп роботов (в частности, в случае перевозки более маленьких мобильных роботов на себе);
* взаимодействие с человеком на основе распознавания его жестов и голосовых команд.

=== Исследовательская составляющая ===
Указанные задачи являются достаточно объемными и несут в
себе значительную исследовательскую составляющую, затрагивающую различные
проблемные области, в частности:
* конструирование схем управления двигателями постоянного тока автономного робота;
* реализация каналов беспроводной связи между роботом и человеком-оператором, в том числе, для передачи качественного видеоизображения;
* проектирование архитектуры программного обеспечения автномного робота и разработка необходимых программных компонентов;
* [[НИР:Планирование задач в системах реального времени| планирование задач реального времени]] в составе программного обеспечения автономного робота;
* разработка алгоритмов компьютерного зрения для автономного робота;
* и др.

В качестве примера сложной задачи, для выполнения которой может понадобиться
решения ряда существенных исследовательских проблем, можно рассмотреть следующую задачу:
выехать с 3-го этажа здания, спуститься на улицу по обычной ступенчатой
лестнице, объехать вокруг этого здания (в том числе, по участкам пересеченной
местности) и вернуться обратно на 3-й этаж самостоятельно (без команд оператора
или при минимальном участии оператора), избегая столкновения с людьми и,
возможно, распознавая их жесты.

=== Образовательная составляющая ===
Одновременно, разрабатываемый гусеничный робот является удобным средством для
использования в процессах обучения студентов в рамках [[:Категория:Специальности|учебных
специальностей и направлений]] кафедры.

Таким образом, данный проект служит как целям научных исследований, так и
образовательным целям.

== Примечания ==
{{Примечания}}

[[Категория:Проекты]]

__NOEDITSECTION__ __NOTITLE__