name: Модели и алгоритмы многокритериального синтеза конфигурации робототехнического захвата для манипуляций с сельскохозяйственной продукцией
keyword_list: AgroGripModeling программно-аппаратный компонент сельскохозяйственная продукция робототехнический захват манипулятор
abstract: Объект. Робототехнический захват, установленный на манипуляторе, для взаимодействия с сельскохозяйственной продукцией. Предмет. Модели, алгоритмы управления и многокритериального синтеза конфигурации робототехнического захвата. Цель. Автоматизация процесса сбора сельскохозяйственной продукции за счёт разработки моделей, алгоритмов и многокритериального синтеза конфигурации робототехнического захвата и управления его программно-аппаратными компонентами при физических манипуляциях с объектами агропродукции. Новизна. 1. Разработаны концептуальная и алгоритмическая модели выбора параметров робототехнического манипулятора и системы управления захватом сельскохозяйственной продукции, отличающиеся автоматизированным многоэтапным анализом геометрических, механических, физических свойств манипулируемого объекта, параметров внешней среды, возможных рисков нанесения внутренних и внешних механических повреждений агропродукции и обеспечивающие конфигурирование робототехнического захвата. 2. Разработаны алгоритмы многокритериального синтеза конфигурации робототехнического захвата, отличающие комбинированным применением методов апостериорной оптимизации и обеспечивающие определение значений параметров конфигурации кинематической схемы, требуемых при проектировании и управлении концевым рабочим механизмом манипулятора. 3. Разработана конфигурация агрозахвата и алгоритм управления циклом работы его программно-аппаратных модулей при снятии плода, отличающийся описанием основных этапов физических манипуляций, формирования высокоуровневых управляющих команд и их исполнения в низкоуровневых программных модулях, реализующих интерфейсы к аппаратным средствам, задействованным в конфигурации четырехпалого робототехнического захвата с вакуумным сильфоном. 4. Разработана объектно-ориентированная структура программной системы AgroGripModeling для моделирования конфигурации робототехнического захвата, отличающаяся использованием трёх алгоритмов многокритериального синтеза, возможностью настройки собственных кинематических схем и параметров, предложенных в оригинальной классификации агрозахватов и агротехнологических задач. Теоретическая значимость. Разработка концептуальной и алгоритмической модели проектирования агрозахватов на основе анализа свойств манипулируемых объектов и параметров среды физического  заимодействия. Разработанные алгоритмические модели выбора параметров управления и многокритериального синтеза конфигурации  робототехнического захвата сельскохозяйственной продукции позволяют определять значения основных характеристик манипулятора и захвата для работы с конкретным типом физического объекта. Практическая значимость. Разработка программных средств, реализующих разработанные модели и алгоритмы, успешно апробированные в задаче синтеза робототехнического захвата для манипуляций с томатами. Предложенные модели и алгоритмы могут быть использованы при проектировании аргозахватов для других видов сельскохозяйственной продукции с применением разработанной оригинальной классификация агрозахватов, учитывающей как агротехнологические задачи, так и аппаратные компоненты захватов. Методология и методы исследования. Методы. Математическое и компьютерное моделирование, многокритериальная оптимизация, теория множеств, теория объектно-ориентированного проектирования и программирования. Область применения. Разработанные модели и алгоритмы синтеза конфигурации робототехнического захвата и управления его программно-аппаратными компонентами при манипуляциях с сельскохозяйственной продукцией были реализованы в программной системе AgroGripModeling и были использованы рядом коммерческих и государственных организаций в научно-образовательном процессе и при моделировании сельскохозяйственных задач, требующих манипуляций с продукцией. Исследования, отражённые в диссертации, проведены в рамках научно-исследовательской работы РФФИ № 18-58-76001 «Стратегии совместной деятельности гетерогенных роботов, контролируемой с помощью интуитивно понятных человеко-машинных интерфейсов, при решении сельскохозяйственных задач». Разработанные модели и алгоритмы управления взаимодействием гетерогенных сельскохозяйственных роботизированных комплексов были использованы при проведении исследовательских работ СПб ФИЦ РАН, КБНЦ РАН, ООО «Фабрика растений» и в учебном процессе ТГТУ, получены соответствующие акты внедрения. Программная система AgroGripModeling имеет свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020663715 от 31.10.2020 г.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Бачевский
chairman_dissertation_council.patronymic: Викторович
chairman_dissertation_council.position: ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: L-3847-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7801400299
chairman_dissertation_council.rinc_id: 498803
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Бачевский
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 28.23.27
rubrics.name: Интеллектуальные робототехнические системы
oecds.code: 02.01.IM
oecds.name: ENGINEERING, CIVIL
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.01
supervisors.fio: Ронжин А.Л.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Колюбин С.А.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Даляев И.Ю.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Машиноведение, системы приводов и детали машин
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПбГУТ
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича"
protection_organization.ogrn: 1027809197635
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Федеральное агентство связи
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: СПБ ФИЦ РАН; ФГБУН СПБ ФИЦ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
author_organization.ogrn: 1027800514411
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения