Видеонавигация автономных роботов

Рассмотрены методы и алгоритмы формирования моделей внешних сред и определения координат объекта управления по данным бортовых систем технического зрения, обеспечивающие автоматическое планирование и отработку целенаправленных траекторий движения и являющиеся основой построения автономных средств управления робототехнических и мехатронных систем. Приведены программно-аппаратные средства основных подсистем автономной системы управления движением и результаты их работы в составе наземных роботов и беспилотных летательных аппаратов в реальных условиях различных сред.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 15.04.06 «Мехатроника и робототехника».

Список литературы

1. Аппаратно-алгоритмические средства формирования модели проблемной среды в условиях пересеченной местности / Г.А. Буйволов, В.П. Носков, А.А. Руренко, А.Н. Распопин // Сб. науч. тр. «Управление движением и техническое зрение автономных транспортных роботов». 1989. С. 61–69.
2. Бепоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: Наука, Глав. ред. физ.-мат. литературы, 1985. 328 с.
3. Бой в городе. Боевые и обеспечивающие роботы в условиях урбанизированной территории / В.С. Лапшов, В.П. Носков, И.В. Рубцов [и др.] // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки», 2011. № 3. С. 142–146.
4. Вазаев А.В., Носков В.П., Рубцов И.В. Нейросетевой модуль выбора эталонов для распознавания типов опорной поверхности // Сб. материалов 14-й Всеросс. науч.-практ. конф. «Перспективные задачи и системы управления». ЮФУ. Ростов на Дону. 2019. С. 29–32.
5. Евсеев А.А., Носков В.П., Платонов А.К. Электронная карта в системе управления автономным движением мобильного робота // Известия Тульского государственного университета. Серия «Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления». 2006. Т. 1. № 3. С. 166.
6. Евсеев А.А., Носков В.П., Платонов А.К. Формирование электронной карты при автономном движении в индустриальной среде // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 2. С. 41–45.
7. Загоруйко С.Н., Носков В.П. Регистрация дальнометрических и телевизионных данных при построении трехмерной модели внешней среды // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 8. URL: http://engjournal.ru/catalog/pribor/robot/933.html
8. Загоруйко С.Н., Казьмин В.Н., Носков В.П. Навигация БПЛА и 3D-реконструкция внешней среды по данным бортовой СТЗ // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 8. С. 62–68.
9. Казьмин В.Н., Носков В.П. Выделение геометрических и семантических объектов в дальнометрических изображениях для навигации роботов и реконструкции внешней среды // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки». 2015. № 10 (171). С. 71–83.
10. Калинин А.В., Носков В.П., Рубцов И.В. Система автовождения танка Т-72Б // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». Спец. вып. «Специальная робототехника и мехатроника». 2012. С. 134–148.
11. Каляев А.В., Носков В.П., Чернухин Ю.В. Однородная управляющая структура адаптивного робота-манипулятора // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1981. № 6. С. 121–126.
12. Каляев А.В., Носков В.П., Чернухин Ю.В. Алгоритм управляющей структуры транспортного робота // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1980. № 4. С. 64–72.
13. Классификация зоны маневрирования РТК на основе тактильной и зрительной информации / А.Н. Вазаев, К.Ю. Машков, В.П. Носков, И.В. Рубцов // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки». 2021. № 1. С. 6–19.
14. Комплексированная СТЗ в системе управления пожарного робота / А.В. Вазаев, В.П. Носков, И.В. Рубцов, С.Г. Цариченко // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 1 (186). С. 121–132.
15. Комплексный подход при формировании модели внешней среды РТК / А.В. Вазаев, К.Ю. Машков, В.П. Носков, И.В. Рубцов // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технические науки». 2021. № 7. С. 40–52.
16. Кузин Ю.Р., Носков А.В., Носков В.П. Разработка и исследование систем технического зрения для обеспечения автономного движения. // Науч.-техн. сб. «Оборонная техника». М.: НТЦ Информтехника. 2001 № 8–9. С. 34–39.
17. Машков К.Ю., Носков В.П., Рубцов И.В. Комплексная модель внешней среды робототехнических комплексов // В сб. Материалы XIV Всероссийской мультиконференции по проблемам управления (МКПУ-2021). Т. 4. Ростов-на-Дону, 2021. С. 21–23.
18. Машков К.Ю., Рубцов В.И., Штифанов Н.В. Автоматическая система обеспечения опорной проходимости мобильного робота // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». Спец. вып. «Специальная робототехника и мехатроника». 2012. С. 95–106.
19. Носков В.П., Рубцов И.В. Опыт решения задачи автономного управления движением мобильных роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 12. С. 21–24.
20. Носков В.П., Рубцов И.В. Информационно-навигационные модели и поля в системах управления перспективных РТК // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технические науки». 2018. № 3. С. 26–44.
21. Носков В.П., Ханин А.А. Комплексирование светолокационных и телевизионных данных в задачах выделения дороги // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». Спец. вып. «Специальная робототехника и мехатроника». 2012. С. 149–158.
22. Носков В.П., Рубцов И.В. Опыт создания комплексированных систем технического зрения мобильных роботов // Сб. тезисов докл. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Техническое зрение и распознавание образов». Федеральное государственное автономное учреждение «Военный инновационный технополис «ЭРА» (Анапа). 2019. С. 20–29.
23. Носков А.В., Рубцов И.В., Романов А.Ю. Формирование объединенной модели внешней среды на основе информации видеокамеры и дальномера // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 8. С. 2–5.
24. Носков В.П., Рубцов В.И., Рубцов И.В. Математические модели движения и системы технического зрения мобильных робототехнических комплексов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 96 с.
25. Носков В.П., Рубцов И.В., Вазаев А.В. Об эффективности моделирования внешней среды по данным комплексированной СТЗ // Робототехника и техническая кибернетика. 2015. № 2 (7). С. 51–55.
26. Носков В.П., Носков А.В. Распознавание ориентиров в дальнометрических изображениях // Сб. МГУ «Мобильные роботы и мехатронные системы». 2001. С. 179–192.
27. Носков В.П., Носков А.В. Навигация мобильных роботов по дальнометрическим изображениям // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 12. С. 16–21.
28. Носков В.П., Киселев И.О. Выделение плоских объектов в линейно структурированных 3D-изображениях // Робототехника и техническая кибернетика. 2018. № 2 (19). С. 31–38.
29. Носков В.П., Киселев И.О. Трехмерный вариант метода Хафа в реконструкции внешней среды и навигации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. № 8. С. 552–560.
30. Носков В.П., Киселев И.О. Использование текстуры линейных объектов для построения модели внешней среды и навигации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2019. Т. 20. № 8. С. 490–497.
31. Носков В.П., Губернаторов Д.В. Экстремальная навигация по 3D-изображениям в мобильной робототехнике // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. Т. 22. № 11. С. 594–600.
32. Носков В.П., Курьянов А.Н. Использование комплексированных дескрипторов в решении SLAM-задачи // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки». 2022. № 1. С. 268–278.
33. Носков В.П., Казьмин В.Н., Курьянов А.Н. Оценка ошибок средств видеонавигации // Сб. матер. 18 Всеросс. науч.-практ. конф. «Перспективные проблемы и задачи управления» / Таганрог. ЮФУ. 2023. С. 263–269.
34. Носков В.П., Киселев И.О. Определение соответствия в последовательности выделяемых плоских объектов в SLAM-задаче // Сб. матер. 15-й Всеросс. науч.-практ. конф. «Перспективные задачи и системы управления». ЮФУ Ростов на Дону, 2020. С. 348–352.
35. Однородные управляющие структуры адаптивных роботов / А.В. Каляев, В.П. Носков, Ю.В. Чернухин, И.А. Каляев. М.: Наука, 1990. 147 с.
36. Опыт использования элементов искусственного интеллекта в системе управления цехового транспортного робота / Н.А. Лакота, В.П. Носков, И.В. Рубцов [и др.] // Мехатроника, автоматизация управления. № 4. 2000. С. 44–47.
37. Парфенов А.П., Петухов С.В., Шаманов И.В. Концепция построения систем технического зрения // Сб. научн. тр. «Управление движением и техническое зрение автономных транспортных роботов». М.: ИФТП. 1989. С. 107–121.
38. Планетоходы / А.Л. Кемурджиан, В.В. Громов, И.Ф. Кажукало [и др.]; под ред. А.Л. Кемурджиана. М.: Машиностроение, 1982. 319 с.
39. Распознавание объектов и типов опорной поверхности по данным комплексированной системы технического зрения / А.В. Вазаев, В.П. Носков, И.В. Рубцов, С.Г. Цариченко // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 2 (175). С. 127–139.
40. Селиванова Л.М., Шевцова Е.В. Инерциальные навигационные системы: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 46 с.
41. Сологуб П.С., Веселов В.А. Космические роботизированные комплексы. СПб.: БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 2016. 200 с.
42. Формирование информационно-навигационного поля роботов воздушного и наземного базирования в урбанизированной среде / Ю.С. Баричев, О.П. Гойдин, В.П. Носков, С.А. Собольников // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки». 2022. № 1. С. 268–278.
43. Формирование моделей виртуальной реальности и информационно-навигационных полей для обеспечения автономного функционирования РТК специального назначения / В.С. Лапшов, В.П. Носков, И.В. Рубцов [и др.] // Известия ЮФУ. Серия «Технические науки». 2017. № 2 (187). С. 248–265.
44. Dijkstra E.W. A Note on two Problems in Connexion with Graphs // Numerische Mathematik. 1959. Vol. 1, Iss. 1. P. 269–271.
45. https://www.ferra.ru/review/games/asus-xtion-pro-motion-sensor-pc.htm
46. https://sensotek.ru/catalog/hokuyo/
47. https://velodynelidar.com/
48. Technical Description Laser Measurement System. SICK AG Auto Ident, Germany. 1999.
49. Hough P. V. C. Method and Means for Recognizing Complex Patterns: пат. 3069654 США. 1962.
50. Lee C.Y. An Algoritm for Path Connections and its Applications. IRE Trans., 1961, v. EC-10, N3.