Рекомендующая программная система оценивания состава гетерогенных робототехнических средств для выполнения сельскохозяйственных операций
Ключевые слова:
БЛА, робототехническая сервисная платформа, обработка сельскохозяйственного угодия, обслуживание БЛА, взаимодействие гетерогенных роботов
Аннотация
Приведен аналитический обзор работ, направленных на повышение длительности автономной работы БЛА и их обслуживание на сервисных наземных робототехнических платформах, в том числе в области сельскохозяйственной робототехники. При этом в зависимости от размера обрабатываемой территории, необходимой скорости реализации задачи и других факторов зависит количество привлекаемых роботов. Поэтому целью данного исследования являлась разработка математического и программного обеспечения рекомендующей программной системы, обеспечивающей оценивание состава гетерогенных робототехнических средств для выполнения сельскохозяйственных операций. Описан метод многокритериальной оценки количества и состава гетерогенных сельскохозяйственных робототехнических комплексов, необходимых для обработки заданной площади угодья, погодных условий и других аспектов, влияющих на стоимость и скорость выполнения работ. Представлена рекомендующая программная система AgrobotModeling, служащая для моделирования и визуализации процесса взаимодействия нескольких наземных сервисных платформ и беспилотных летательных аппаратов при обработке аграрных объектов. Пользовательский интерфейс, содержащий 4 основных блока, отражающие параметры угодья, платформы и БЛА, а также элементы управления и индикации прошедшего времени, обеспечивает визуализацию и моделирование процесса обработки сельскохозяйственного угодья с различным числом платформ и БЛА.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Андреев, В. П. Метод информационного взаимодействия для систем распределённого управления в роботах с модульной архитектурой / В. П. Андреев, П. Ф. Плетенев // Труды СПИИРАН. – 2018. – No 57 (2). – C. 134–160.
2. Лавренов, А. В. Особенности обработки данных и знаний об эпизодах социально-значимого поведения в окрестности интервью / А. В. Лавренов, А. В. Суворова, А. Е. Пащенко, А. Л. Тулупьев // Труды СПИИРАН. – 1. No 15 (4). – C. 246–262.
3. Ватаманюк, И. В. Моделирование траекторий перемещения робототехнических комплексов при реконфигурации пространственного положения роя / И. В. Ватаманюк, Г. Ю. Панина, А. Л. Ронжин // Робототехника и техническая кибернетика. – 2015. – No 3(8). – С. 52–57.
4. Фетисов, В. С. Сравнительная характеристика автоматических зарядных и обменно-зарядных станций для обслуживания малых электрических беспилотных летательных аппаратов / В. С. Фетисов, Ш. Р. Ахмеров // Авиакосмическое приборостроение. – 2019. – No 2. – С. 3–10.
5. Башилов, А. М. Автономные беспилотные летательные аппараты в точных системах агропроизводства / А. М. Башилов, В. А. Королев // Вестник аграрной науки Дона. – 2018. – Т. 3, No 43. – С. 76–82.
6. Vu, Q. Trends in Development of UAV-UGV Cooperation Approaches in Precision Agriculture / Q. Vu, M. Raković, V. Delic, A. Ronzhin // International Conference on Interactive Collaborative Robotics. Springer. LNCS. – 2018. – Vol. 11097. – P. 213–221.
7. Годжаев, З. А. Развитие работ по созданию робототехники сельхозназначения / З. А. Годжаев, А. П. Гришин, И. А. Пехальский, А. А. Гришин, В. А. Гришин // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2016. – No 119. – С. 488–502.
8. Yakovlev, R . Iterative method for solving the inverse kinematics problem of multi-link robotic systems with rotational joints / R. Yakovlev, A. Denisov, R. Prakapovich // Proceedings of 14th International Conference on Electromechanics and Robotics “Zavalishin’s Readings”. – 2019. – P. 237–251.
9. Krestovnikov, K. Wireless Power Transmission System Based on Coreless Coils for Resource Reallocation Within Robot Group / K. Krestovnikov, E. Cherskikh, P. Smirnov // International Conference on Interactive Collaborative Robotics. – Springer, LNAI 11659. – 2019. – С. 193–203.
10. Башилов, А. М. Аэромобильная агротехнология стимуляции роста и развития растений в агротехноценозах / А. М. Башилов, В. А. Королев // АгроСнабФорум. – 2017. – No 8 (156). – С. 64–67.
11. Pavliuk, N. Development of Multipurpose Mobile Platform with a Modular Structure / N. Pavliuk, I. Kharkov, E. Zimuldinov, V. Saprychev // Proceedings of 14th International Confer-ence on Electromechanics and Robotics “Zavalishin’s Readings”. – 2019. – P. 137–147.
12. Kemper, P. F. UAV Consumable Replenishment: Design Concepts for Automated Service Stations / P. F. Kemper, K. A. O. Suzuki, J. R. Morrison // Journal of Intelligent & Robotic Systems. – 2011. – Vol. 61. – P. 369–397.
13. Maini, P. On cooperation between a fuel constrained UAV and a refueling UGV for large scale mapping applications / P. Maini, P. B Sujit // In: 2015 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). – P. 1370–1377.
14. Zhang, K. Dynamic operations and pricing of electric unmanned aerial vehicle systems and power networks / K. Zhang, L. Lu, C. Lei, H. Zhu, Y. Ouyang // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. – 2018. – 92. – P. 472–485. – URL.
15. Daniel, C. Gandolfo. Energy evaluation of low-level control in UAVs powered by lithi-um polymer battery / Daniel C. Gandolfo, Lucio R. Salinas, Mario E. Serrano, Juan M. Toibero // ISA Transactions. – 2017. – Volume 71, Part 2. – P. 563–572. – URL.
16. Tao, LEI. State of art on energy management strategy for hybrid-powered unmanned aerial vehicle / Tao LEI, Zhou YANG, Zicun LIN, Xiaobin ZHANG // Chinese Journal of Aeronautics. – 2019. – Volume 32, Issue 6. – P. 1488–1503. – URL.
17. Нго, К. Т. Анализ подвижных роботизированных платформ для обслуживания аккумуляторов беспилотных летательных аппаратов / К. Т. Нго, О. Я. Соленая, А. Л. Ронжин // Труды МАИ. – 2017. – No 95. – URL.
18. Нго, К. Т. Функциональная модель взаимодействия БЛА с наземной роботизированной платформой при решении сельскохозяйственных задач / К. Т. Нго, В. В. Нгуен, И. Ю. Харьков, Е. Е. Усина, О. О. Шумская // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. – 2018. – No6-3 (86). – С. 41–50.
19. Соленая, О. Я. Анализ требований и ограничений мобильных электромеханических систем обслуживания аккумуляторов беспилотных летательных аппаратов / О. Я. Соленая, К. Т. Нго, А. Л. Ронжин // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. – 2017. – Том 159, No 4. – С. 42–48.
20. Denisov, Alexander. Mathematical and Algorithmic Model for Local Navigation of Mobile Platform and UAV Using Radio Beacons / Alexander Denisov, Roman Iakovlev, Igor Lebedev. // Interactive Collaborative Robotics (ICR-2019). – 2019. – LNAI 11659. – P. 53–62.
2. Лавренов, А. В. Особенности обработки данных и знаний об эпизодах социально-значимого поведения в окрестности интервью / А. В. Лавренов, А. В. Суворова, А. Е. Пащенко, А. Л. Тулупьев // Труды СПИИРАН. – 1. No 15 (4). – C. 246–262.
3. Ватаманюк, И. В. Моделирование траекторий перемещения робототехнических комплексов при реконфигурации пространственного положения роя / И. В. Ватаманюк, Г. Ю. Панина, А. Л. Ронжин // Робототехника и техническая кибернетика. – 2015. – No 3(8). – С. 52–57.
4. Фетисов, В. С. Сравнительная характеристика автоматических зарядных и обменно-зарядных станций для обслуживания малых электрических беспилотных летательных аппаратов / В. С. Фетисов, Ш. Р. Ахмеров // Авиакосмическое приборостроение. – 2019. – No 2. – С. 3–10.
5. Башилов, А. М. Автономные беспилотные летательные аппараты в точных системах агропроизводства / А. М. Башилов, В. А. Королев // Вестник аграрной науки Дона. – 2018. – Т. 3, No 43. – С. 76–82.
6. Vu, Q. Trends in Development of UAV-UGV Cooperation Approaches in Precision Agriculture / Q. Vu, M. Raković, V. Delic, A. Ronzhin // International Conference on Interactive Collaborative Robotics. Springer. LNCS. – 2018. – Vol. 11097. – P. 213–221.
7. Годжаев, З. А. Развитие работ по созданию робототехники сельхозназначения / З. А. Годжаев, А. П. Гришин, И. А. Пехальский, А. А. Гришин, В. А. Гришин // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2016. – No 119. – С. 488–502.
8. Yakovlev, R . Iterative method for solving the inverse kinematics problem of multi-link robotic systems with rotational joints / R. Yakovlev, A. Denisov, R. Prakapovich // Proceedings of 14th International Conference on Electromechanics and Robotics “Zavalishin’s Readings”. – 2019. – P. 237–251.
9. Krestovnikov, K. Wireless Power Transmission System Based on Coreless Coils for Resource Reallocation Within Robot Group / K. Krestovnikov, E. Cherskikh, P. Smirnov // International Conference on Interactive Collaborative Robotics. – Springer, LNAI 11659. – 2019. – С. 193–203.
10. Башилов, А. М. Аэромобильная агротехнология стимуляции роста и развития растений в агротехноценозах / А. М. Башилов, В. А. Королев // АгроСнабФорум. – 2017. – No 8 (156). – С. 64–67.
11. Pavliuk, N. Development of Multipurpose Mobile Platform with a Modular Structure / N. Pavliuk, I. Kharkov, E. Zimuldinov, V. Saprychev // Proceedings of 14th International Confer-ence on Electromechanics and Robotics “Zavalishin’s Readings”. – 2019. – P. 137–147.
12. Kemper, P. F. UAV Consumable Replenishment: Design Concepts for Automated Service Stations / P. F. Kemper, K. A. O. Suzuki, J. R. Morrison // Journal of Intelligent & Robotic Systems. – 2011. – Vol. 61. – P. 369–397.
13. Maini, P. On cooperation between a fuel constrained UAV and a refueling UGV for large scale mapping applications / P. Maini, P. B Sujit // In: 2015 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). – P. 1370–1377.
14. Zhang, K. Dynamic operations and pricing of electric unmanned aerial vehicle systems and power networks / K. Zhang, L. Lu, C. Lei, H. Zhu, Y. Ouyang // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. – 2018. – 92. – P. 472–485. – URL.
15. Daniel, C. Gandolfo. Energy evaluation of low-level control in UAVs powered by lithi-um polymer battery / Daniel C. Gandolfo, Lucio R. Salinas, Mario E. Serrano, Juan M. Toibero // ISA Transactions. – 2017. – Volume 71, Part 2. – P. 563–572. – URL.
16. Tao, LEI. State of art on energy management strategy for hybrid-powered unmanned aerial vehicle / Tao LEI, Zhou YANG, Zicun LIN, Xiaobin ZHANG // Chinese Journal of Aeronautics. – 2019. – Volume 32, Issue 6. – P. 1488–1503. – URL.
17. Нго, К. Т. Анализ подвижных роботизированных платформ для обслуживания аккумуляторов беспилотных летательных аппаратов / К. Т. Нго, О. Я. Соленая, А. Л. Ронжин // Труды МАИ. – 2017. – No 95. – URL.
18. Нго, К. Т. Функциональная модель взаимодействия БЛА с наземной роботизированной платформой при решении сельскохозяйственных задач / К. Т. Нго, В. В. Нгуен, И. Ю. Харьков, Е. Е. Усина, О. О. Шумская // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. – 2018. – No6-3 (86). – С. 41–50.
19. Соленая, О. Я. Анализ требований и ограничений мобильных электромеханических систем обслуживания аккумуляторов беспилотных летательных аппаратов / О. Я. Соленая, К. Т. Нго, А. Л. Ронжин // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. – 2017. – Том 159, No 4. – С. 42–48.
20. Denisov, Alexander. Mathematical and Algorithmic Model for Local Navigation of Mobile Platform and UAV Using Radio Beacons / Alexander Denisov, Roman Iakovlev, Igor Lebedev. // Interactive Collaborative Robotics (ICR-2019). – 2019. – LNAI 11659. – P. 53–62.
Опубликован
2019-09-23
Как цитировать
Нго, К. Т., Нгуен, В. В., & Ронжин, А. Л. (2019). Рекомендующая программная система оценивания состава гетерогенных робототехнических средств для выполнения сельскохозяйственных операций. Вестник ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии, (4), 141-149. https://doi.org/10.17308/sait.2019.4/2689
Раздел
Интеллектуальные информационные системы
- Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
