Планирование пути для автономных мобильных устройств является важной задачей в робототехнике. При планировании пути принято использовать один из двух классических подходов: глобальный, когда карта полностью известна, и локальный, в котором устройство по мере движения обнаруживает препятствия с помощью различных бортовых датчиков. На основе этих двух подходов также создаются алгоритмы, сочетающие в себе сильные стороны глобального и локального планирования.
В ходе предыдущих исследований нами был разработан и реализован в среде Matlab прототип многокритериального сплайн-алгоритма глобального построения маршрута. Алгоритм использует граф Вороного при вычислении первой аппроксимации маршрута для запуска итерационного метода, что позволило находить путь во всех конфигурациях карты при условии существования пути от начальной точки до целевой точки. В ходе итеративного поиска использовалась целевая функция, в которой каждому критерию присваивался его вес в целевой функции. Для реализации критериев в том числе использовался метод потенциальных полей.
В данной статье представлена реализация модифицированного сплайн-алгоритма для применения его на реальных автономных мобильных робототехнических системах. Для этого проводится корректирование уравнений характеристических критериев оптимальности пути. Карта препятствий, представленная в ранней версии алгоритма в виде пересечений кругов, в реальных условиях может быть представлена в виде динамически изменяемой вероятностной карты на основе сетки занятости (OccupancyGrid), а робот уже не представляет из себя геометрическую точку.
Для реализации сплайн-алгоритма и дальнейшего использования его в системах управления реальных мобильных робототехнических устройств исходный код прототипа алгоритма был перенесен из среды Matlab в модуль программного обеспечения, написанный на языке программирования С++. Тестирование быстродействия алгоритма и оптимальность многокритериальной целевой функции проводились в среде ROS/Gazebo, являющимся на сегодняшний день де-факто стандартом программирования и моделирования робототехнических устройств.
Полученный в результате сплайн-алгоритм поиска пути можно интегрировать в системы управления наземных колесных и гусеничных робототехнических устройств, оборудованных лазерным дальномером, а также модифицировать предложенный алгоритм для использования шагающими наземными роботами, беспилотными летающими аппаратами и беспилотными судами. Алгоритм работает в режиме реального времени и параметры влияния критериев на целевую функцию доступны для динамических изменений во время движения мобильного робота.
Электрогастроэнтерография — перспективный метод обследования сократительной активности органов пищеварительной системы, основанный на съеме и последующей обработке биоэлектрических сигналов. Прогресс в развитии электрофизиологических методов диагностики в последние годы во многом обеспечен возможностью компьютерной обработки измерительных сигналов. Данная статья посвящена вопросам организации измерений в электрогастроэнтерографии. Дано введение в предметную область, проанализирован информационный состав измерительных сигналов электрогастроэнтерографии, приведены диагностические показатели, получаемые в результате спектрального анализа сигналов, рассмотрены задачи автоматизации диагностики.
Предложен новый метод выбора частоты отсчетов гастроэнтерограмм, учитывающий фактор конечной длительности измерительных сеансов и спектральных свойств сигнала. В предлагаемом методе применяется разложение сигнала в виде конечной суммы финитных кардинальных В-сплайнов целых степеней. Проведен вычислительный эксперимент для определения точности восстановления сигнала при используемых в электрогастроэнтерографии параметрах измерительного сеанса.
В данной работе для непрерывных сплайнов первого порядка на неравномерной сетке найдены калибровочные соотношения, дающие представление координатных сплайнов на исходной сетке с помощью линейной комбинации такого же рода сплайнов на измельченной (плотной) сетке, и калибровочные соотношения, дающие представление координатных сплайнов на укрупненной (разреженной) сетке с помощью линейной комбинации такого же рода сплайнов на исходной сетке. Получены матрицы уточняющей и разрежающей реконструкции на интервале и на отрезке для пространств сплайнов первого порядка, ассоциированных с бесконечной и с конечной неравномерными сетками соответственно. Построена система линейных функционалов, биортогональная системе координатных сплайнов. Получены матрицы уточняющей и разрежающей декомпозиции на интервале и на отрезке для пространств сплайнов первого порядка, ассоциированных с бесконечной и с конечной неравномерными сетками соответственно.
В работе построены сплайны лагранжева типа нулевого порядка, доказана вложенность пространств сплайнов на последовательности укрупняющихся/измельчающихся неравномерных сеток, построена простая реализация системы функционалов, биортогональная системе сплайнов, получены вэйвлетные разложения и алгоритмы декомпозиции и реконструкции потоков информации в случаях бесконечного потока с сеткой, заданной на открытом интервале и конечного потока с сеткой, заданной на отрезке.
Построены фундаментальные трижды непрерывно дифференцируемые базисные сплайны шестого порядка аппроксимации минимального дефекта первой высоты. Получены соотношения между базисными сплайнам шестого порядка аппроксимации различной гладкости.
Задача определения ошибок квантования сигнала по уровню рассматривается с позиций теории сплайнов. Предлагается способ оценки этой ошибки на основе формул для энергетических спектров при приближении сигналов ступенчатыми В-сплайнами нулевой степени и полиномиальными сплайнами высоких степеней
Кривая Безье – это параметрический полином, который применяется для получения хороших методов кусочной интерполяции с большим преимуществом перед другими кусочными полиномами. Следовательно, критически важно построить кривые Безье, которые были бы гладкими и могли бы повысить точность решений. Большинство известных стратегий определения внутренних контрольных точек для кусочных кривых Безье обеспечивают только частичную гладкость, удовлетворяющую первому порядку непрерывности. Некоторые решения позволяют строить интерполяционные полиномы с гладкостью по ширине вдоль аппроксимирующей кривой. Однако они все еще не могут обрабатывать расположение внутренних контрольных точек. Частичная гладкость и неконтролирующее расположение внутренних контрольных точек могут повлиять на точность приблизительной кривой набора данных. Чтобы улучшить гладкость и точность предыдущих стратегий, предлагается новый кусочно-кубический многочлен Безье второго порядка непрерывности C 2 для оценки пропущенных значений. Предлагаемый метод использует геометрическое построение для поиска внутренних контрольных точек для каждого смежного подынтервала указанного набора данных. Не только предлагаемый метод сохраняет стабильность и гладкость, анализ ошибок численных результатов также показывает, что результирующий интерполирующий полином более точен, чем те, которые получены с помощью существующих методов.
В статье обсуждается моделирование неполиномиальных интегро-дифференциальных сплайнов, интерполирующих функцию и ее производные в узлах сетки и обеспечивающих совпадение величины интеграла от аппроксимируемой функции и величины интеграла от сплайна по заданному промежутку. Построены разрывные, непрерывные, и непрерывно дифференцируемые предписанное число раз базисные сплайны, позволяющие решать задачу построения приближения в предположении, что кроме значений функции (и производных) в узлах сетки известны значения интегралов от приближаемой функции по сеточным интервалам. Приведены оценки погрешности и примеры сплайновых приближений.
В данной работе для непрерывных сплайнов первого порядка лагранжева типа построено вэйвлетное разложение (уточнение) на неравномерной сетке и соответствующие алгоритмы декомпозиции и реконструкции в случаях бесконечного потока (с сеткой на открытом интервале) и конечного потока (с сеткой на отрезке).
1 - 9 из 9 результатов