Система керування переміщенням колісного робота по маршруту в пересіченій місцевості за даними датчика aкселерометрa й гіроскопа

Abstract

UA: Об`єкт дослідження - системи керування колісним роботом на підставі даних від датчиків aкселерометрa й гіроскопа. Метою роботи є проектування, моделювання та тестування системи керування переміщенням колісного робота по маршруту в пересіченій місцевості за допомогою даних прискорення та кутової швидкості. Методи дослідження - аналіз та синтез моделей систем керування у відповідних типах роботів для руху по пересіченій місцевості, проектування системи за допомогою UML діаграм варіантів використання та розгортання, моделювання і тестування в середовищах Mental Modeler та MATLAB, формування електричної схеми у Fritzing та програмної частини у Arduino С++. В роботі сформовані концептуальна та фізична моделі системи у вигляді UML діаграм. Апаратний прототип системи включає Arduino UNO R3, KY-033 (3 шт.), HC-SR04, SG90, L298N і DC мотори, червоний світлодіод та MPU-6050. В роботі сформована та протестована модель керування як нечітка когнітивна карта. Також створені правила керування за допомогою вхідних та вихідних лінгвістичних змінних і протестовано логіку руху на точках з моделі маршруту. На основі апаратного прототипу, сформовано програму опитування датчиків та виконання базових дій відповідно отриманим даним.

EN: The object of the study is control systems using data from accelerometer and gyroscope sensors. The purpose of the work is to design, simulate and test a control system for moving a wheeled robot along a route in rough terrain using acceleration and angular velocity data. Research methods - analysis and synthesis of control system models in relevant types of robots for moving over rough terrain, system design using UML diagrams of use cases and deployment, simulation and testing in Mental Modeler and MATLAB environments, formation of an electrical circuit in Fritzing and the software part in Arduino C++. The work has formed conceptual and physical models of the system in the form of UML diagrams. The hardware prototype of the system includes Arduino UNO R3, KY-033 (3 pcs.), HC-SR04, SG90, L298N and DC motors, red LED and MPU-6050. The work has formed and tested a control model as a fuzzy cognitive map. Also, control rules have been created using input and output linguistic variables and the logic of movement at points from the route model has been tested. Based on the hardware prototype, a program has been formed for polling sensors and performing basic actions according to the received data.