№ 2 (16) – 2021 

 

AUTONOMOUS MOVEMENT AND CONTROL SYSTEM OF A MEDIUM-DUTY MILITARY VEHICLE

 
https://doi.org/10.37129/2313-7509.2021.16.191-200
 

завантаження

  S. Abramov, Cand. of Technical Sciences
                                                        

завантаження

  O. Lupalenko
 

завантаження

  G. Belous
 

FULL TEXT: PDF (in Ukrainian)
 

Cite in the List of bibliographic references (DSTU 8302:2015)

Абрамов С. В., Лупаленко О. В., Білоус Г. П. Система автономного руху і управління середньотонажного військового автомобіля. Збірник наукових праць Військової академії (м. Одеса). 2021. Вип. 2(16). С. 191-200. https://doi.org/10.37129/2313-7509.2021.16.191-200 
 

Abstract
The article considers the prospects of creating new types of military vehicles, including autonomous vehicles for military needs, analyzes foreign and domestic experience in the field of unmanned vehicles. The classification of levels of autonomy among the systems of assistance to the driver of modern cars is given. The technology of movement of unmanned vehicles in the «Leader-Follower» mode and the set of equipment that ensures its operation are revealed.
Emphasis is placed on creating a system of autonomous movement and control of a medium-ton military vehicle and its features. The construction of the architecture of the system of autonomous movement and control of a medium-ton military vehicle is given, as well as the tasks and requirements for the subsystems that are part of it are determined. The general principle of operation of the autonomous movement and control system and the content of information processing operations that it performs are revealed.
Based on the analysis, the technical characteristics of LiDAR sensors as components of the elements of the technical vision system of the autonomous motion subsystem are given. The general principle of operation of LiDAR technology and possibilities which are reached at its application in systems of autonomous movement are opened. The need to integrate various sensors to detect and recognize objects, obstacles and control the autonomous movement of the car is indicated.

Keywords
 
medium-duty military vehicle, unmanned vehicle, autonomous movement, autonomous movement and control system, subsystem, autonomous movement subsystem, integrated navigation subsystem, control subsystem, elements of technical vision system, image interpretation unit, sensor, scanner, LiDAR, object recognition, information processing, digital elevation model, sensor integration.
 

List of bibliographic references
  1. Крайник Л., Грубель М. Проблема оновлення автопарку Збройних Сил України та формування перспективного типажу військової автомобільної техніки в аспекті сучасних тенденцій. Озброєння та військова техніка. 2018. № 1(17). С. 24–31.
  2. Дачковський В., Овчаренко І. Аналіз розвитку бойових броньованих машин. Modern Information Technologies in the Sphere of Security and Defence. 2016. С. 127–131.
  3. Крайник Л., Грубель М. Основні напрями розвитку середньотонажних військових автомобілів. Автомобильный транспорт. 2017. № 40. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/at_2017_40_11 (дата звернення: 10.09.2021).
  4. Укроборонсервіс придбав шість бронеавтомобілів Барс-8. Ukrainian Military Pages. 2020. URL: https://www.ukrmilitary.com/2020/10/bars.html (дата звернення: 20.10.2021).
  5. «Сайгак»: визначено вимоги до нового легкового автомобіля підвищеної прохідності для ЗС України. Defense Express. 2021. URL: https://defenceua.com/news/zvatimut_jogo_sajgak_viznacheno_vimogi_do_novogo_legkovogo_avtomobilja_pidvischenoji_prohidnosti_dlja_zs_ukrajini-3681.html (дата звернення: 01.10.2021).
  6. Абрамов С., Лупаленко О. Побудова підсистеми управління та автономного руху спеціального автомобіля. 10-та Міжнародна науково-технічна конференція «Інформаційні системи та технології ІСТ-2021». 2021. URL: https://drive.google.com/file/d/1z8CiOeLHakqyzJVqQpN_4qOEgcLWGNA0/view (дата звернення: 20.09.2021).
  7. Global Semi-Autonomous Vehicle Market Report 2021-2028. Growth in High-end Connected Vehicle Technology and Mobility Applications. Research and Markets. 2021. URL: https://www.researchandmarkets.com/reports/5390562/global-semi-autonomous-vehicle-market-size-share (дата звернення: 10.09.2021).
  8. Kelsey D. Atherton Oshkosh robot trucks could roll out to the Army by 2020. Defense News. 2018. URL: www.defensenews.com/digital-show-dailies/ausa/2018/10/07/oshkosh-robot-trucks-could-roll-out-to-the-army-by-2020/ (дата звернення: 15.08.2021).
  9. Szatkowski D. Military working to make its autonomous technology smarter. Automotive News Europe. 2019. URL: https://europe.autonews.com/automotive-news-europe/military-working-make-its-autonomous-technology-smarter (дата звернення: 15.08.2021).
  10. Гусляков О., Довгополий А., Чепков І. Концептуальні засади створення вітчизняних бойових роботизованих систем важкого класу для потреб ЗСУ. Збірник тез доповідей Міжнародної науково-технічної конференції «Перспективи розвитку озброєння та військової техніки Сухопутних військ». 2019. С. 11–12.
  11. Перший безпілотний КрАЗ проходить випробування. Ukrainian Military Pages. 2016. URL: https://www.ukrmilitary.com/2016/10/unmanned-kraz.html (дата звернення: 10.08.2021).
  12. Ященко В. Інтелектуальні роботизовані системи в забезпеченні безпеки життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях мирного і воєнного часу. Математичні машини і системи. 2020. № 1. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2020/2020_1/Yaschenko_1_2020.pdf (дата звернення: 06.09.2021).
  13. Type-X RCV. Milrem Robotics. 2021. URL: https://milremrobotics.com/type-x/ (дата звернення: 11.09.2021).
  14. SAE International. URL: https://www.sae.org/ (дата звернення: 12.08.2021).
  15. 2020 Autonomous Vehicle Technology Report. Wevolver. URL: https://www.wevolver.com/article/2020.autonomous.vehicle.technology.report (дата звернення: 12.08.2021).
  16. Oshkosh Autonomous Technology. Oshkosh Defense. URL: https://oshkoshdefense.com/technology/oshkosh-autonomous-technology/ (дата звернення: 13.08.2021).
  17. Лапшов В. С., Носков В. П., Рубцов И. В. та ін. Формирование моделей виртуальной реальности и информационно-навигационных полей для обеспечения автономного функционирования РТК специального назначения. Известия ЮФУ. 2017. №2 (187). С. 248–265.
  18. Семчак О. Комбінований метод визначення поточного значення координат навігаційною системою з фільтром частин Рао-Блеквелла. Збірник наукових праць Військової академії (м. Одеса). № 2 (14). ч. І 2020. С 55–61.
  19. Семчак О., Ніцук Ю., Шаріпова І. Шляхи зменшення похибок розрахунків ЕОМ автономного рухомого об’єкту для алгоритмів SLAM навігації. Збірник наукових праць ЖВІ. № 18 (20). 2021. С 32–43.
  20. Парамонов Н. Б., Ржевский Д. А., Перекатов В. И. Доверенная программно-аппаратная среда «Эльбрус» бортовых вычислительных средств робототехнических комплексов. Вопросы радиоэлектроники. 2015. № 3. С. 159–169.
  21. Лазерный 2D-сканер LMS2xx/LMS291/Outdoor. Sick. Sensor Intelligence. URL: https://www.sick.com/ru/ru/detection-and-ranging-solutions/-2d-lidar/lms2xx/lms291-s05/p/p109849 (дата звернення: 12.08.2021).
  22. Distance Data Output/UTM-30LX-EW. Hokuyo. Optical data transmission device, Photo sensor, Auto counter, and Automatic door. URL: https://www.hokuyo-aut.jp/search/single.php?serial=170 (дата звернення: 12.08.2021).
  23. Датчики 2D-LIDAR NAV350-3232/NAV3xx. Sick. Sensor Intelligence. URL: https://cdn.sick.com/media/pdf/1/41/041/dataSheet_NAV350-3232_1052928_ru.pdf (дата звернення: 11.08.2021).
  24. HDL-32E. High Resolution Real-Time 3D Lidar Sensor. Velodyne Lidar. URL: https://velodynelidar.com/products/hdl-32e/ (дата звернення: 11.08.2021).
  25. RoboSense RS-LiDAR-32. 3D Laser Range Finder. Generationrobots. URL: https://www.generationrobots.com/en/403307-robosense-rs-lidar-32-laser-range-finder.html (дата звернення: 10.08.2021).
  26. HDL-64E High Definition Real-Time 3D Lidar. Velodyne Lidar. URL: https://velodynelidar.com/products/hdl-64e/ (дата звернення: 10.08.2021).
  27. Білецький В. Р., Бондарчук М. О. Датчики LiDAR у сільському господарстві / В. Р. Білецький. Матеріали XXI Міжнародної наукової конференції “Сучасні проблеми землеробської механіки” присвяченої 90-річчю Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка. 2020. С. 30–32.
 

References
  1. Krainyk, L., & Grubel, M. (2018). The problem of renewal of the fleet of the Armed Forces of Ukraine and the formation of a promising type of military vehicles in terms of modern trends. Ozbroiennia ta viiskova tekhnika, 1 (17), 24–31. [in Ukrainian].
  2. Dachkovsky, V., & Ovcharenko, I. (2016). Analysis of the development of armored combat vehicles. Modern Information Technologies in the Sphere of Security and Defense. 127–131. [in Ukrainian].
  3. Krainyk, L., & Grubel, M. (2017). The main directions of development of medium-capacity military vehicles. Road transport, 40. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/at_2017_40_11 (Last accessed: 10.09.2021) [in Ukrainian].
  4. Ukroboronservis purchased six Bars-8 armored vehicles. (2020). Ukrainian Military Pages. Retrieved from https://www.ukrmilitary.com/2020/10/bars.html (Last accessed: 20.10.2021) [in Ukrainian].
  5. «Saiga»: requirements for a new off-road car for the Armed Forces of Ukraine have been determined. (2021). Defense Express. Retrieved from https://defenceua.com/news/zvatimut_jogo_sajgak_viznacheno_vimogi_do_novogo_legkovogo_avtomobilja_pidvischenoji_prohidnosti_dlja_zs_ukrajini-3681.html (Last accessed: 01.10.2021) [in Ukrainian].
  6. Abramov, S., & Lupalenko, O. (2021). Construction of the control subsystem and autonomous movement of a special car. 10th International Scientific and Technical Conference «Information Systems and Technologies IST-2021». Retrieved from https://drive.google.com/file/d/1z8CiOeLHakqyzJVqQpN_4qOEgcLWGNA0/view (Last accessed: 20.09.2021) [in Ukrainian].
  7. Global Semi-Autonomous Vehicle Market Report 2021-2028. Growth in High-end Connected Vehicle Technology and Mobility Applications. (2021). Research and Markets. Retrieved from https://www.researchandmarkets.com/reports/5390562/global-semi-autonomous-vehicle-market-size-share (Last accessed: 10.09.2021) [in Ukrainian].
  8. Kelsey, D. (2018). Atherton Oshkosh robot trucks could roll out to the Army by 2020. Defense News. Retrieved from www.defensenews.com/digital-show-dailies/ausa/2018/10/07/oshkosh-robot-trucks-could-roll-out-to-the-army-by-2020/ (Last accessed: 15.08.2021) [in English].
  9. Szatkowski, D. (2019). Military working to make its autonomous technology smarter. Automotive News Europe. Retrieved from https://europe.autonews.com/automotive-news-europe/military-working-make-its-autonomous-technology-smarter (Last accessed: 15.08.2021) [in English].
  10. Guslyakov, O., Dovgopoliy, A., & Chepkov, I. (2019). Conceptual principles of creation of domestic combat robotic systems of heavy class for the needs of the Armed Forces. Collection of abstracts of the International Scientific and Technical Conference “Prospects for the development of armaments and military equipment of the Land Forces” (pp. 11–12) [in Ukrainian].
  11. The first unmanned KrAZ is tested. (2016). Ukrainian Military Pages. Retrieved from https://www.ukrmilitary.com/2016/10/unmanned-kraz.html (Last accessed: 10.08.2021) [in Ukrainian].
  12. Yashchenko, V. (2020). Intelligent robotic systems in ensuring the safety of life in emergencies in peacetime and wartime. Mathematical machines and systems, 1. Retrieved from http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2020/2020_1/Yaschenko_1_2020.pdf (Last accessed: 06.09.2021) [in Ukrainian].
  13. Type-X RCV. (2021). Milrem Robotics. Retrieved from https://milremrobotics.com/type-x/ (Last accessed: 11.09.2021) [in English].
  14. SAE International. (n.d.). Retrieved from https://www.sae.org/ (Last accessed: 12.08.2021) [in English].
  15. 2020 Autonomous Vehicle Technology Report. (n.d.). Wevolver. Retrieved from https://www.wevolver.com/article/2020.autonomous.vehicle.technology.report (Last accessed: 12.08.2021) [in English].
  16. Oshkosh Autonomous Technology. (n.d.). Oshkosh Defense. Retrieved from https://oshkoshdefense.com/technology/oshkosh-autonomous-technology/ (Last accessed: 13.08.2021) [in English].
  17. Lapshov, V. S., Noskov, V. P., Rubtsov, I. V. et. al. (2017). Formation of models of virtual reality and information and navigation fields to ensure the autonomous operation of RTK special purpose. Notices of SFU, 2 (187), 248–265 [in Russian].
  18. Semchak, O. (2020). Combined method for determining the current value of coordinates by a navigation system with a filter of Rao-Blackwell parts. Collection of scientific works of the Military Academy (Odessa), 2 (14), Part I, 55–61 [in Ukrainian].
  19. Semchak, O., Nitsuk, Y., & Sharipova, I. (2021). Ways to reduce the errors of calculations of the computer of an autonomous moving object for SLAM navigation algorithms. Collection of scientific works of ZhVI, № 18 (20), 32–43 [in Ukrainian].
  20. Paramonov, N. B., Rzhevsky, D. A., & Perekatov, V. I. (2015). Trusted software and hardware environment "Elbrus" onboard computers of robotic systems. Questions of radio electronics, 3, 159–169 [in Ukrainian].
  21. Laser 2D scanner LMS2xx / LMS291 / Outdoor. (n.d.) Sick. Sensor Intelligence. Retrieved from https://www.sick.com/ru/ru/detection-and-ranging-solutions/-2d-lidar/lms2xx/lms291-s05/p/ (Last accessed: 12.08.2021) [in Russian].
  22. Distance Data Output/UTM-30LX-EW. (n.d.). Hokuyo. Optical data transmission device, Photo sensor, Auto counter, and Automatic door. Retrieved from https://www.hokuyo-aut.jp/search/single.php?serial=170 (Last accessed: 12.08.2021) [in English].
  23. 2D-LIDAR NAV350-3232/NAV3xx sensors. (n.d.) Sick. Sensor Intelligence. Retrieved from https://cdn.sick.com/media/pdf/1/41/041/dataSheet_NAV350-3232_1052928_ru.pdf (Last accessed: 11.08.2021) [in Russian].
  24. HDL-32E. High Resolution Real-Time 3D Lidar Sensor. (n.d.). Velodyne Lidar. Retrieved from https://velodynelidar.com/products/hdl-32e/ (Last accessed: 11.08.2021) [in English].
  25. RoboSense RS-LiDAR-32. 3D Laser Range Finder. (n.d.). Generationrobots. Retrieved from https://www.generationrobots.com/en/403307-robosense-rs-lidar-32-laser-range-finder.html (Last accessed: 10.08.2021) [in English].
  26. HDL-64E High Definition Real-Time 3D Lidar. (n.d.). Velodyne Lidar. Retrieved from https://velodynelidar.com/products/hdl-64e/ (Last accessed: 10.08.2021) [in English].
  27. Biletsky, V. R,, & Bondarchuk, M. O. (2020). LiDAR sensors in agriculture. Proceedings of the XXI International Scientific Conference "Modern Problems of Agricultural Mechanics" (pp. 30–32) [in Ukrainian]

  

 
Copyright 2014 16.191-200 (eng) А. Розроблено ІОЦ ВА
Templates Joomla 1.7 by Wordpress themes free