CC BY
5УДК 519.178
ПРОБЛЕМАТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ АЛГОРИТМОВ ПОСТРОЕНИЯ ПУТИ ДЛЯ СОЧЛЕНЕННЫХ ГРУЗОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ДИНАМИЧЕСКИ
ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ СРЕДЕ
Петров Николай Викторович Petrov Nikolay Viktorovich
Аспирант Postgraduate Толстиков Григорий Дмитриевич Tolstikov Grigory Dmitrievich
Студент Student
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Yaroslav-the-Wise Novgorod State University Вахрушев Андрей Александрович Vakhrushev Andrey Alexandrovich
Инженер по работе с крупными международными проектами Engineer for working with large international projects
ЗАО «ДСКонтролз» DS Controls CJSC
THE PROBLEMS OF USING EXISTING ALGORITHMS FOR CONSTRUCTING A PATH FOR ARTICULATED CARGO VEHICLES IN A DYNAMICALLY CHANGING ENVIRONMENT
Аннотация: В настоящее время различными компаниями ведутся разработки беспилотных транспортных средств в отрасли грузоперевозок. По результатам анализа отечественных и зарубежных источников выявлено, что зачастую для построения траектории движения используются алгоритмы на основе теории графов, однако лишь немногие исследуют сочлененные транспортные средства и применимые к ним алгоритмы с учетом их особенностей и особенностей динамически изменяющейся окружающей среды. В данном случае исследовался маневр построения траектории движения задним ходом для сочлененного крупногабаритного транспортного средства, а именно проблематика использования таких алгоритмов на автопоездах для обеспечения выполнения соответствующего маневра. Предложено решение на основе метода поиска пути от конечного положения при помощи сенсоров и блока обработки сигналов, устанавливаемых на транспортном средстве.
Abstract: Currently, various companies are developing unmanned vehicles in the cargo transportation industry. According to the results of the analysis of domestic and foreign sources, it has been revealed that algorithms based on graph theory are often used to construct the trajectory of motion, but only a few studies articulated vehicles and algorithms applicable to them, considering their features and the features of a dynamically changing environment. In this case, the maneuver of constructing a trajectory of movement in reverse for an articulated large-sized vehicle was studied, namely, the problems of using such algorithms on road trains to ensure the execution of the corresponding maneuver. A solution is proposed based on the method of finding a path from the final position using sensors and a signal processing unit installed on the vehicle.
Ключевые слова: Крупногабаритное транспортное средство, поиск пути, траектория, алгоритмы на основе графов.
Key words: Large-sized vehicle, path search, trajectory, graph-based algorithms.
Разработка беспилотных транспортных средств является достаточно обширной областью исследований последние 15 лет, однако эта идея не настолько нова. В 1930-1935 годах идею о реализации автономных транспортных средствах на базе легкового можно было обнаружить в источнике. Достаточной популярностью пользуются системы Advanced Driver Cruise Control, Adaptive Cruise Control и Collision Avoidance System, применяемые для обеспечения безопасности без потери эффективности транспортного средства. Одной из последних разработок была автоматическая парковка транспортного средства, разработанная для легковых автомобилей и применяемая на Европейских марках, но, к сожалению, системы позволяющей в автоматическом режиме производить маневр задним ходом в рамках системы ADAS на крупногабаритных транспортных средствах в РФ не было представлено. В эксплуатации у Российской транспортной сети находится достаточно большое количество автопоездов и закупать новые экономически не целесообразно. Поэтому в сравнении с беспилотным ТС предлагается значительно более дешевый вариант в виде навесной системы-ассистента для помощи водителю в сложных транспортных условиях в рамках осуществления маневра задним ходом. Основную сложность в данном случае вызывает построение траектории пути из точки А в точку Б, а именно применяемые алгоритмы, так как этот шаг является одним из основных этапов при
реализации такой системы [2] за счет необходимости представления окружающей транспортное средство среды в виде навигационной карты для осуществления навигации и, зачастую, используется метод, позволяющий при помощи спутниковых данных или сигналов, получаемых с датчиков построить граф и перемещаться по его вершинам, как по карте, учитывая веса в рамках особенностей окружающей среды. Препятствия идентифицируются за счет технологии LIDAR, а именно изменениями облака точек ежесекундным обновлением полученных данных. Рассматривая автопоезд при математическом моделировании, как специализированное транспортное средство для перевозки грузов, представляемое, в большем количестве случаев, в виде тягача и полуприцепа, а также изучая методы, основанные на графах, представленных в исследованиях [1] и текущих разработках компаний, можно сделать вывод о том, что применить такой алгоритм будет весьма проблематично, даже с учетом того, что он обладает определенной степенью оптимизации. Основная проблема заключается в том, что автопоезд - это как минимум две точки, а в графах перемещение выполняется по одной. Таким образом необходимо представить решение данной проблемы для обеспечения работы полуавтономных или автономных транспортных систем. Рассмотрен вариант, при котором, выполняя первичный поиск места парковки анализируется местность на основе текущего расположения ТС и точки окончания маневра. Отсканированная местность передается в виде облака точек с сенсора на основе технологии LIDAR и уже по ней выполняется построение траектории на основе формул вычисления радиусов поворота колеса и угла складывания, выведенных из математической модели автопоезда. Расчет пути будет произведен не от точки А к точке Б, а наоборот в целях уменьшения затрат вычислительных мощностей и при определенном расположении датчиков.
Применение метода графов возможно при реализации сочлененного объекта, состоящего из двух точек (например: двух прямоугольников) в один неправильный многоугольник, учитывающий в себе особенности максимальных углов поворота тягача относительно полуприцепа. Далее необходимо выстроить граф таким образом, чтобы правильно учесть все веса и возможность его перестраивания каждое обновление принятых сигналов, зависящее от общего допустимого fps системой.
В будущих исследованиях будут представлены данные сравнения математического моделирования и натурного выполнения маневра, реализованного при помощи дрона и реального тягача с полуприцепом.
Библиографический список:
4.P. E. Hart, N. J. Nilsson and B. Raphael, "A Formal Basis for the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths," in IEEE Transactions on Systems Science and Cybernetics, vol. 4, no. 2, pp. 100-107, July 1968, doi: 10.1109/TSSC.1968.300136.
5.Исследование сенсоров автономных и полуавтономных систем при эксплуатации грузового транспорта / Н. В. Петров, Д. А. Евстигнеев, Г. Д. Толстиков, В. В. Бурбах // Наука, технологии, общество - НТО-11-2022 : сборник научных статей по материалам II Всероссийской научной конференции, Красноярск, 28-30 июля 2022 года. - Красноярск: Общественное учреждение "Красноярский краевой Дом науки и техники Российского союза научных и инженерных общественных объединений", 2022. - С. 223-228. - DOI 10.47813/nto.2.2022.5.223-228. - EDN AGXBQO.
6. Chevrolet Division, General Motors Corporation "The Safest Place" [Электронный ресурс]: архивные видеоматериалы - 1935. - Режим доступа: https://archive.org/details/SafestPl1935 (дата обращения 25.08.2022).
© Н. В. Петров, 2022
УДК 621.3-1/-8
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВА В УСЛОВИЯХ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ
Ван синяо Wang xingyao
Студент Student
российский университет транспорта Russian University of Transport Russia, Moscow Россия, Москва
ANALYSIS OF THE STATE OF THE REGENERATIVE POWER SUPPLY SYSTEM OF THE LOCOMOTIVE TRACTION POWER SUPPLY SYSTEM UNDER REGENERATIVE BRAKING
CONDITIONS
