К.В. КОНДРАШКИН, Д.П. ЖУКОВА Научный руководитель – С.Д

К.В. КОНДРАШКИН, Д.П. ЖУКОВА
Научный руководитель – С.Д. ФЕСЕНКО научный сотрудник,
зам. нач. отдела ИЦ НИЯУ МИФИ
Научный исследовательский ядерный университет МИФИ
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СЛЕДОВАНИЯ
В докладе рассматривается ряд ключевых моментов, необходимых для
создания автоматизированной системы следования средства передвижения,
приводится список существующих решений (лазерный/ультразвуковой дальномер,
когнитивные технологии). И предложено устройство, способное автоматически
следовать за объектом.
Для создания автоматизированной системы следования за объектом
используются дальномеры[1]. В настоящее время есть несколько видов
дальномеров: звуковой, лазерный[2], оптический, лидар[3] и другие. У
каждого из них есть свои плюсы и минусы.
Для создания устройства мы использовали ультразвуковой дальномер.
Ультразвуковой дальномер – прибор для измерения расстояния до
препятствий, отражающих звуковые волны[4]. Дальномер работает по
принципу эхолокатора. Сначала он излучает короткий звуковой импульс
очень высокой частоты (ультразвук). Затем он включает микрофон и
начинает отсчитывать время. Отсчет времени прекращается в момент,
когда микрофон зарегистрирует звуковой импульс, вернувшийся в виде
эха после отражения от объекта, находящегося на пути следования
звуковой волны. Затем встроенный микропроцессор преобразует
измеренное время в расстояние. Главные достоинства ультразвукового
дальномера – соотношение цена-качество и доступность на рынке.
Недостаток – это высокая степень погрешности измерений. Так как в
своей работе мы используем ультразвуковой дальномер, то эта проблема
оказалась одной из важных для нас. Бороться с помехами мы будем, делая
большое количество измерений за короткий промежуток времени и считая
среднее значение. Значения, которые намного отличаются от остальных,
не будут учитываться.
Для создания устройства мы использовали ультразвуковой дальномер
URM37[5]. Внутри URM37 установлен микроконтроллер AVR, который
выполняет сложную математическую обработку сигналов излучаемых и
принимаемых дальномером. Для обмена данными в дальномере
поддерживаются внешние интерфейсы трех типов: ШИМ(PWM), RS232
или TTL. Такое разнообразие позволяет подключать дальномер к любым
микропроцессорным системам.
Наше устройство состоит из дальномеров и микроконтроллера.
Дальномеры замеряют расстояние до впередиидущей модели
автотранспорта и положение нашей модели относительно впередиидущей.
Микроконтроллер предназначен для обработки данных, поступающих с
дальномера, выполнения математических операций по усреднению и
фильтрации показаний, а также подготовке и передаче сигналов
управления на электронику, которая контролирует движение модели
автотранспорта.
Практическое применение устройства, которое мы испытываем на
модели:
1. составляющая системы безопасности в автомобилестроении;
2. возможность двигать колонну, управляя только первой
машиной: снижение стоимости логистики; облегчение
планирования перевозок;
3. не только гражданские перевозки, но и военные/гуманитарные
конвои в горячие точки/места конфликта/эпидемии;
4. помощь людям, в том числе частично недееспособным, в
транспортировке вещей и иное облегчение повседневной
жизни.
Список литературы
1. [https://ru.wikipedia.org/wiki/Дальномер]: статья в свободной энциклопедии
«Википедия» о дальномерах.
2. [https://ru.wikipedia.org/wiki/Лазерный_дальномер]:
статья
в
свободной
энциклопедии «Википедия» о лазерных дальномерах
3. [https://ru.wikipedia.org/wiki/Лидар]:
статья
в
свободной
энциклопедии
«Википедия» о радарах типа Лидар.
4. [https://ru.wikipedia.org/wiki/Ультразвуковая_дефектоскопия]: статья о принципе
работы ультразвуковых исследований
5. [http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/URM37_V3.2_Ultrasonic_Sensor_(SKU:SEN
0001)]: статья о дальномере URM37