Automatic ground vehicle control system in obstacle avoidance mode

Abstract

In the modern world, the automation of ground moving objects, such as robots, cars, and drones, is becoming increasingly important. However, one of the main problems with automated movement is the need for effective obstacle avoidance, such as other objects, people, vehicles, or even natural barriers. In some situations, obstacles may appear unexpectedly or change their position, complicating the task of trajectory planning. For example, in urban environments, cars must react quickly to other vehicles, pedestrians, and obstacles on the road to avoid accidents. It is also important to consider that control systems must be able to operate in real-time and reliably respond to changes in the surrounding environment. This creates a need for the development of efficient and reliable automatic control systems that ensure the safe movement of the object around obstacles. The research goal is to develop and test an automatic control system for ground moving objects in obstacle avoidance mode. Specific objectives aimed at achieving this goal may include: 1. Development of obstacle avoidance algorithms: Creating effective algorithms that allow the object to automatically determine the optimal path for avoiding obstacles in various conditions. 2. Sensor integration: Developing obstacle detection systems for the object's path using various sensors such as radars, LiDARs, cameras, etc. 3. Implementation of control system: Creating software and hardware for effective real-time control of the ground object's movement. 4. Testing and validation: Conducting system tests on specially created test sites or in simulators to verify its functionality and reliability. 5. Performance evaluation: Analyzing test results to evaluate the speed, accuracy, and safety of the system under different conditions and scenarios. 6. Capability demonstration: Demonstrating the operation of the developed system in real conditions or on virtual platforms. Relevance of the automatic control system for ground moving objects in obstacle avoidance mode: 1. Safety and accident avoidance: In a world where automotive vehicles, robots, and other moving objects coexist closely with humans and other obstacles, effective accident avoidance and safety become critically important tasks. 2. Increased productivity: Automatic control allows moving objects to work more efficiently and effectively in conditions of limited space and time. 3. Technological development and artificial intelligence: The development of automatic control systems stimulates the advancement of advanced technologies and methods of artificial intelligence, which can have broad applications in other fields. 4. Modernization of the transportation system: In the modern world, the need for modernization of transportation infrastructure and management systems to ensure an efficient and safe transportation system becomes increasingly evident. 5. Economic benefits: Reducing the number of accidents and improving productivity can lead to economic benefits for companies and society as a whole.

У сучасному світі все більшого значення набуває автоматизація наземних рухомих об’єктів, таких як роботи, автомобілі та дрони. Однак однією з головних проблем автоматизованого руху є необхідність ефективного уникнення перешкод, таких як інші об’єкти, люди, транспортні засоби або навіть природні бар’єри. У деяких ситуаціях перешкоди можуть з'являтися несподівано або змінювати своє положення, ускладнюючи завдання планування траєкторії. Наприклад, у міських умовах автомобілі повинні швидко реагувати на інші транспортні засоби, пішоходів і перешкоди на дорозі, щоб уникнути аварій. Важливо також враховувати, що системи управління повинні мати можливість працювати в режимі реального часу і надійно реагувати на зміни в навколишньому середовищі. Це породжує потребу в розробці ефективних і надійних систем автоматичного керування, які забезпечують безпечне переміщення об’єкта через перешкоди. Метою дослідження є розробка та випробування системи автоматичного керування наземними рухомими об'єктами в режимі обходу перешкод. Конкретні цілі, спрямовані на досягнення цієї мети, можуть включати: 1. Розробка алгоритмів уникнення перешкод: Створення ефективних алгоритмів, які дозволяють об’єкту автоматично визначати оптимальний шлях для уникнення перешкод у різних умовах. 2. Інтеграція датчиків: розробка систем виявлення перешкод на шляху об’єкта з використанням різних датчиків, таких як радари, LiDAR, камери тощо. 3. Впровадження системи управління: Створення програмно-технічного забезпечення для ефективного контролю руху наземного об'єкта в режимі реального часу. 4. Тестування та валідація: Проведення тестів системи на спеціально створених тестових майданчиках або в симуляторах для перевірки її функціональності та надійності. 5. Оцінка продуктивності: Аналіз результатів тестування для оцінки швидкості, точності та безпеки системи за різних умов і сценаріїв. 6. Демонстрація можливостей: Демонстрація роботи розробленої системи в реальних умовах або на віртуальних платформах. Актуальність системи автоматичного керування наземними рухомими об’єктами в режимі об’їзду перешкод: 1. Безпека та уникнення аварій: у світі, де автомобілі, роботи та інші рухомі об’єкти тісно співіснують із людьми та іншими перешкодами, ефективне уникнення аварій та безпека стають критично важливими завданнями. 2. Підвищення продуктивності: автоматичне керування дозволяє рухомим об’єктам працювати ефективніше та результативніше в умовах обмеженого простору та часу. 3. Технологічний розвиток і штучний інтелект: розвиток систем автоматичного керування стимулює розвиток передових технологій і методів штучного інтелекту, які можуть мати широке застосування в інших сферах. 4. Модернізація транспортної системи. У сучасному світі потреба в модернізації транспортної інфраструктури та систем управління для забезпечення ефективної та безпечної транспортної системи стає все більш очевидною. 5. Економічні вигоди: Зменшення кількості нещасних випадків і підвищення продуктивності може призвести до економічних вигод для компаній і суспільства в цілому.