цнии ртк руководство

Отчет по практике

/ АРТ / Отчет по практике Содержание

1.2Направление деятельности предприятия 4

1.3Подразделения ЦНИИ РТК 4

2Индивидуальные задания 5

2.1Системы технического зрения 5

2.2Радиационный мониторинг 6

2.3Системы автономного и адаптивного управления 7

Список литературы 8

Введение

В настоящее время робототехнические системы находят свое применение в различных отраслях промышленности, в военной технике, космонавтике и авиации, в медицине и в быту. Использование таких систем позволяет быстро и безопасно проводить исследования, выполнять наиболее сложные операции. Известно, что используя дистанционно управляемое оборудование, можно уменьшить степень участия человека при проведении работ в опасных условиях. В связи с этим весьма актуальным является создание робототехнических комплексов, предназначенных для проведения работ по предупреждению или ликвидации последствий нештатных ситуаций. Для прохождения производственной практики мною было выбрано ГНУ ЦНИИ РТК г. Санкт-Петербург, специализирующая на научно-исследовательской разработке и создании технических средств робототехники и технической кибернетики космического, воздушного, наземного и морского базирования.

Задачами производственной практики является:

ознакомление с организацией: его структурой, основными функциями управленческих и производственных подразделений;

непосредственное участие в текущей деятельности предприятия;

подбор и систематизация материалов для выполнения дипломного проекта.

Целью данной практики является не только изучение практических ситуаций, но и сбор, и анализ материала необходимого для будущего дипломного проекта.

В ходе прохождения практики были пройдены такие основные этапы как:

Получение пропусков, инструктаж по технике безопасности, получение индивидуального задания;

Ознакомление с инструктивным материалом, отделами предприятия;

Сбор материалов, предусмотренных заданием по практике;

В ходе подготовки данной работы изучены исторические, теоретические разработки, статистические источники, официальные документы.

Структура отчета состоит из введения, 2 основных глав, заключения и списка использованной литературы.

1Характеристика ГНУ ЦНИИ РТК

ГНУ ЦНИИ РТК специализируется на разработке, проектировании и внедрении промышленных комплексов автоматизации на основе промышленных роботов и продаже компонентов для современных систем автоматизации. Институт имеет собственную производственную базу, исследовательские и испытательные стенды, на его базе работают факультеты и кафедры Санкт-Петербургского Государственного политехнического университета. ЦНИИ РТК сотрудничает с профильными научными институтами РАН и университетами России, регулярно проводит форумы, конференции, семинары всероссийского и международного масштаба.

1.1История развития ЦНИИ РТК

Государственный Научный Центр Российской Федерации «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) – один из крупнейших исследовательских центров России. Институт обладает развитой научно-исследовательской и конструкторско-технологической базой, уникальными испытательными стендами и опытным производством.

Создан 29 января 1968 года как Особое конструкторского бюро технической кибернетики (ОКБ ТК) при Ленинградском Политехническом институте (ныне Санкт-Петербургский государственный политехнический университет). В 1981 году ОКБ ТК преобразовано в ЦНИИ РТК

1.2Направление деятельности предприятия

Основными направлениями деятельности ЦНИИ РТК являются мехатроника и роботостроение, интеллектуальные системы управления, фотонная и оптоэлектронная техника, специальное и космическое приборостроение, лазерные технологии, космические технологии, информационно-управляющие системы и тренажеры.

Среди основных разработок института мобильные робототехнические комплексы для специальных применений и обеспечения безопасности, наземные, воздушные и морские системы радиационного контроля и мониторинга, системы управления мягкой посадкой и системы жизнеобеспечения космических кораблей, системы технического зрения для охраны и управления объектами, сетевые процессоры (экраны) и системы информационной безопасности, автоматизированные лазерные технологические комплексы для маркировки, сварки и резки.

В России основные заказчики продукции ЦНИИ РТК – ведущие предприятия ракетно-космической отрасли, силовые ведомства и промышленные предприятия.

Зарубежные партнеры ЦНИИ РТК – это Европейское космическое агентство ESA, Европейский аэрокосмический и оборонный концерн EADS, Международный научно-технический центр, Электролюкс, институт мехатроники и робототехники (Германия), Хитачи Кокусай Электрик, Мицубиси Хэви Индастриз, Ниссан Мотор, ряд других фирм Европы, Азии и Америки.

1.3Подразделения ЦНИИ РТК

Производит сбор, анализ и систематизацию информации о научно-технических достижениях в области создания систем обеспечение безопасности жизнедеятельности, а также информацию о состоянии рынков основных видов продукции в области систем обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Отдел сопровождения НИАЦ БЖД:

Занимается предоставлением оперативной информации о научно-технических достижениях в области создания систем обеспечение безопасности жизнедеятельности, а также формированием и пополнением баз данных

Группа осуществляет подготовку аналитических обзоров и прогнозов развития перспективных направлений науки, технологий и техники, и состояния рынков основных видов продукции в области систем обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Отдел работы с клиентами:

Обеспечивает заключение и сопровождение договоров, контрактов и отдельных запросов на предоставление заказчикам информационных, консультационных и аналитических услуг, а также проведение работы по продвижению продукции НИАЦ БЖД на рынок.

Лаборатория мехатронных систем медицинского назначения

Занимается разработкой интеллектуальных мехатронных систем для медицины, телемедицины и ассистивных систем-помощников при общении с информационными системами людей с ограниченными возможностями.

Лаборатория информационно-измерительных телевизионных систем

Проводит разработку цифровых измерительных телевизионных систем, телевизионных охранных систем и др. с использованием современной элементной базы и компьютеров.

Лаборатория разработки блоков обработки информации первичных датчиков

Занимается разработкой блоков обработки информации первичных датчиков и подсистем сбора аналоговой информации.

Лаборатория комплексирования сенсоров и систем технического зрения

Занимается разработкой системы технического зрения для автоматической стыковки объектов в космосе, охранной СТЗ Grassy, СТЗ для распознавания лиц, а также разработкой нейронных сетей.

Лаборатория систем автономного и адаптивного управления робототехническими комплексами

Занимается созданием робототехнических комплексов и разработкой программного обеспечения для управления ими.

Лаборатория радиационного мониторинга

Проводит разработку приборов радиационного мониторинга. Занимается измерениями дозы излучения или загрязнения для совершенствования приборов радиационного мониторинга.

2Индивидуальные задания

Для выполнения индивидуальных занятий нас разделили на группы для работы в лабораториях. В результате мне удалось побывать в трех лабораториях: лаборатория систем технического зрения, радиационного мониторинга и систем автономного и адаптивного управления, в одной из которых после разговора с ведущим программистом я узнал много интересной и полезной информации. По окончании работы в лабораториях, используя полученную информацию от сотрудников ЦНИИ РТК, нам необходимо было сдать отчеты по лабораториям.

2.1Системы технического зрения

В лаборатории систем технического зрения, ведущий программист Бахшиев А.В. рассказывал нам о системах технического зрения для автоматической стыковки объектов в космосе, охранной СТЗ Grassy, СТЗ для распознавания лиц, а также о нейронных сетях

СТЗ для автоматической стыковки объектов в космосе

Для позиционирования объекта с помощью одной TV-камеры требуется определить минимум четыре реперных точки на объекте, не лежащих на одной прямой, однако более надёжным является использование в качестве реперных точек всего контура.

Задача: определение относительных координат стыковочного модуля.

При тех условиях, которые существуют на КС на данный момент, процедура позиционирования и стыковки КС с применением СТЗ может быть реализована с высокой точностью по всем координатам в том случае, когда на ТК имеется отчетливое изображение мишени – целиком или ее части.

Единственная проблема с определением координат объекта появляется при попадании солнечного света в фокус камеры, на данный момент в лаборатории СТЗ работают над этой проблемой

Охранная СТЗ Grassy

В ЦНИИ РТК разработана система, которая позиционируется в качестве дополнения к существующим и новым комплексам охраны особо важных объектов. Система в условиях динамического фона (движущиеся ветви деревьев, листва, трава, волны, переменная освещенность сцены, атмосферные осадки и т.п.) позволяет обнаруживать и сопровождать людей и транспортные средства, нарушающие заранее определенные границы или правила поведения, и выдавать сигналы опасности различной степени (в зависимости от поведения объектов и их положения относительно зон). Изделие может интегрироваться в существующие охранные комплексы с использованием стандартных интерфейсов: Ethernet, RS-232, дискретных сигналов, композитных или S-Video входов и выходов

СТЗ для распознавания лиц

Задача данной разработки заключается в следующем: устройство должно прореагировать на определённого человека при появлении его возле этого устройства. Желательно, чтобы идентификация проходила вообще без участия пользователя. Устройство обязательно должно включать веб-камеру и интерфейс, желательно – экран и динамик.

Существует два режима распознавания: верификация и идентификация (сравнение с одним известным шаблоном и с несколькими шаблонами).

При обнаружении лица на изображении (face detection) применяются две модификации - локализация лица (face localization) и отслеживание перемещения лица (face tracking). Локализация лица опирается на знание о том, что на изображении присутствует только одно лицо. Задачу отслеживания перемещения лица в видеопотоке формулируют как задачу локализации лица на текущем кадре, опираясь на информацию о его положении на предыдущих кадрах.

При построении автоматической системы обнаружения лиц необходимо учитывать особенности, усложняющие задачу (сильно варьирующийся внешний вид лица у разных людей, часть лица может быть невидима (закрыта другими предметами) на изображении, изменение условий съемки (освещение и т.п.) в значительной степени влияют на получающееся изображение лица)

2.2Радиационный мониторинг

В лаборатории радиационного мониторинга нам рассказали о существующих приборах радиационного мониторинга и выдали информацию для самостоятельного изучения. При анализе выданного материала, я узнал для чего предназначены эти приборы и где они применяются:

Приборы радиационного мониторинга, можно подразделить на следующие группы: стационарные, переносные, портативные, индивидуальные и лабораторные. Стационарные, переносные и портативные приборы, в свою очередь, подразделяются на приборы для проведения радиационного мониторинга и мониторинга радиоактивного загрязнения.

С помощью этих приборов можно измерить мощность дозы и/или дозу. Дозиметры, измеряющие мощность дозы бета - и гамма-излучения, обычно калиброваны по источнику гамма-излучения и некоторые из них могут завышать значения мощности дозы бета- излучения. Приборы для измерения мощности дозы бета- и гамма-излучения, обычно имеют окно, позволяющее бета-излучению попасть на детектор. Прибор с открытым окном измеряет бета- и гамма-излучение, с закрытым окном - только гамма-излучение. Такие приборы могут характеризоваться наличием или отсутствием достаточной прочности для проведения полевых измерений. Следует проявлять осторожность во избежание повреждения окна. Более прочны дозиметры для измерения мощности дозы гамма-излучения, в которых отсутствует тонкостенное окно, однако они не позволяют измерить мощность дозы бета-излучения, гамма-излучения низкой энергии и рентгеновского излучения. Дозиметры для измерения мощности дозы бета- и гамма-излучения можно разделить на приборы, регистрирующие дозы в низком или фоновом диапазоне, среднем и высоком диапазонах.

2.3Системы автономного и адаптивного управления

В лаборатории систем автономного и адаптивного управления робототехническими комплексами нам были представлены разработки ЦНИИ РТК, а точнее роботы используемые для ведения радиационной разведки, робототехнические комплексы предназначенные для замены людей при работе в зонах повышенной опасности.

Робототехнический комплекс легкого класса для ведения радиационной разведки и проведения технологических операций в условиях радиационного воздействия.

Комплекс предназначен для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера, производства работ в зонах с повышенными уровнями радиации, локализации источников гамма-излучения на труднодоступных участках местности, в промышленных и жилых помещениях, объектах транспорта и т.п.

робототехническое средство радиационной разведки (РТС-РР)

робототехническое средство проведения технологических операций (РТС-ТО)

Робототехническое средство радиационной разведки (РТС-РР)

Мобильный робот РТС - РР оснащён манипулятором и приборами радиационной разведки и предназначен для замены людей при работе в зонах повышенной опасности и выполнения следующих задач:

визуальной разведки местности, промышленных и жилых помещений, объектов транспорта при любой освещенности;

поиска и визуализации источников ионизирующего излучения;

дистанционного исследования радиологической обстановки;

выполнения сложных технологических операций;

перемещения и укладки в контейнер предметов;

снижения дозовой нагрузки оператора.

Робототехническое средство проведения технологических операций (РТС-ТО)

РТС ТО лёгкого класса, оснащённое манипулятором, предназначено для замены людей при работе в зонах повышенной опасности и для:

визуальной разведки местности, промышленных и жилых помещений, объектов транспорта при любой освещенности;

проведения специальных высокоточных технологичных операций;

перемещения и укладки в контейнер опасных предметов.

Программный комплекс интеллектуальной навигации на основеslamдля автономных мобильных платформ

Что касается этого робототехнического комплекса, то нам удалось его увидеть в действии. Он предназначен для использования в автоматизированных охранных системах, автоматизированных комплексах обслуживания опасных производств, автоматических комплексах исследования зданий и туннелей и т.д. В данный момент для него разрабатывают систему беспроводного управления посредством Wi-Fiтехнологий, а управляется он с компьютера при помощи программного обеспечение написанного на языке программирования С++.

Минимизация ошибок оператора при управлении мобильной платформой

Возможность работы в произвольной рабочей зоне без предварительной подготовки:

определение ориентиров и т.д.

Обеспечение безопасности движения мобильной платформы

Универсальность - комплекс может быть установлен на произвольную мобильную платформу

Построение карты при помощи ультразвуковых датчиков

Объезд препятствий на основе информации ультразвуковых датчиков

Объезд препятствий на основе видеоинформации

Измерение расстояний до объектов при помощи видеокамеры

Построение схематичной 3D модели препятствий на основе кадров видео стереопары

Заключение

В заключение хотелось бы остановиться на наиболее интересных моментах практики и сделать следующие выводы.

В целом, можно утверждать, что ГНУ ЦНИИ РТК большое предприятие, предлагающее разнообразный и современный ассортимент продукции и услуг. В ходе прохождения практики я собрал много полезной информации необходимой для будущего дипломного проекта. Больше всего мне понравилась лаборатория Систем Технического Зрения. После общения с ведущим программистом этой лаборатории, обладая необходимым опытом и знаниями в области фотографии, обработки изображений и программирования, мною было предложил установить на перекрестье станции МКС датчики либо диоды для определения координат по четырем точкам, либо прибор с лазерным излучением, которое можно увидеть даже при солнечном свете. На мое предложение программист ответил, что первый вариант уже давно рассматривается, а вот светить лазером в камеру не приемлемо, и достаточно сложно управлять объектом стыковки.

Список литературы

Пат. 2262661 РФ, МПК7G01В11/03,G08G1/01 Способ обнаружения объектов

Е.И. Юревич, А.В. Бахшиев. О новом подходе к созданию технического зрения // Мехатроника, автоматизация, управление – М. Новые технологии, 2004. – с.268-271.

Руководства, Инструкции, Бланки

Поиск

Новые файлы

Описание