وبلاگ

یکی مهمترین مسائل در ربات های متحرك مکان یابی و نقشه سازی می باشد. روش های مانند بکار گیری انکدر های افزایشی و استفاده از سنسور های بر پایه اینرسی جهت انجام مکان یابی ارائه شده که هر کدام به نحوی دارای کم و کاستی و مزایایی نیز می باشند. همچنین به تازگی از بینایی ماشین و پردازش تصویر به عنوان یکی از راه های بدون تماس جهت اندازه گیری سرعت ارائه شده که در حال تکامل بوده و روش های متفاوتی نیز در این زمینه ارائه شده است که بهتر است ترکیبی از این روش ها جهت بدست آوردن نتایج مطلوب بکار گرفته شود. در فصل اول کلیاتی از مسئله مکان یابی و انواع روش های مکان یابی ارائه شده که در آن پیش زمینه ای جهت مطالب فصل های بعد ارائه گردیده است. در فصل دوم نیز کار های مرتبط معرفی شده و برخی از روش هایی که از Optical Flow برای مکان یابی ربات ها استفاده می کنند پرداخته شده است. همچنین در مورد سینماتیک ربات های متحرك بررسی انجام گرفته و در نهایت سینماتیک یک ربات دیفرانسیلی دو چرخ که یکی از متداول ترین ربات های بکار گرفته شده در زمینه ربات های هوشمند است مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم تئوری کار های انجام گرفته شده ارائه می گردد. روش هایی که جهت بدست آوردن میزان جابجایی بین دو فریم تصویر ارسالی بکار می روند بررسی شده و روش Lucas & Kanade نیز انتخاب شده است. همچنین با استفاده از الگوریتم گوشه یابی در تصویر،

 روش Lucas & Kanade را بهینه کرده و کار آیی آن را جهت کاربرد در مکان یابی مناسب تر کرده ایم. در نهایت خروجی الگوریتم بهینه شده بصورت میدانی ارائه شده که با استفاده از نمودار توزیع, خطاهای آن به حد اقل رسیده و خروجی برآیند آن در نمودار حوزه بندی شده, تشخیص نوع حرکت اعمال شده است. از فیلتر کالمن نیز برای حذف نویز های موجود و حرکت های ناگهانی که ناشی از خطا های الگوریتم بوده استفاده شده است. داده های بدست آمده جهت نقشه سازی استفاده شده و پس از نقشه سازی مجددا مکان یابی نسبت به مبداء انجام می گیرد. در فصل چهارم الگوریتم ارائه شده مورد آزمایش واقعی قرار گرفته و نتایج آن بررسی شده است. همچنین روش پیاده سازی و عوامل موثر در آن مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی عوامل موثر , خطا های موجود در سیستم بدست آمده و پس از مدل سازی مناسب تا حد امکان جبران سازی شده و خطا به حد اقل کاهش پیدا کرده است. در فصل پنجم نتیجه گیری ای از روش بدست آمده , ارائه شده و کار هایی که می توان در راستای این پروژه ادامه داد نیز بصورت کلی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در قسمت پیوست ساختار کلی برنامه نوشته شده جهت پیاده سازی الگوریتم مورد بررسی اجمالی قرار گرفته است. علاوه بر آن مشخصات دوربین که مهمترین قسمت سخت افزاری جهت پیاده سازی محسوب می شود نیز مورد بررسی قرار داده ایم. در نهایت نقشه های بدست آمده از مسیر های حرکتی نیز ارائه شده است. باشد که کار های انجام شده در راستای پیشرفت زمینه رباتیک مورد استفاده قرار بگیرند.

طراحی سیستم های بسیار بزرگ و پیچیده روی یک تراشه واحد مشکل است و از قانون خاصی نیز تبعیت نمی کند. صنعت EDA تلاش می کند با فراهم کردن ابزار و متدولوژی های مورد نیاز، به کارگیری مجدد قطعات، ساختارها و کاربردها را امکان پذیر سازد. از آنجا که نیاز به سازماندهی تعداد زیادی از هسته های IP در یک تراشه با استفاده از زیرساخت ارتباطی استاندارد در طراحی SOC احساس می شد، این موضوع ابتدا طراحان را به استفاده از روش طراحی مبتنی بر بستر رهنمون گردانید. بسترها تنها دارای ارتباطات مبتنی بر گذرگاه هستند. بنابراین طراح می بایست با پیکره بندی و برنامه ریزی هسته های IP متصل شونده به گذرگاه ها، سیستم جدید را ایجاد می کرد. اما کم کم احساس نیاز به نوع کارآمدتری از شبکه ارتباطات احساس می شد، که بتوانند ارتباطات در SOC های بزرگ و پیچیده را حمایت کند.

 بدین ترتیب ایده شبکه روی تراشه مطرح شد. اولین حسن NOC آنست که راه حلی برای مشکلات الکتریکی در تکنولوژی های زیر میکرون به حساب می آید زیرا سیم کشی های عمومی و حجیم را ساختاربندی و مدیریت می کند. به علاوه، کارآمدتر، قابل اطمینان تر و مقیاس پذیرتر نسبت به گذرگاه های معمول است. شبکه قابل پیکره بندی و مقیاس پذیر روی تراشه، بستر انعطاف پذیری است که می تواند با نیازهای کاربردهای مختلف منطبق شود. اما در ساخت این تراشه ها، هنوز مشکلاتی نظیر هزینه ارتباطات بین مولفه ها و احتمال بروز خرابی های غیرقابل پیش بینی در مولفه ها و مدارات ارتباطی وجود دارد. از اینرو تحمل پذیری خطا در ارتباطات، نقش مهمی در گسترش معماری شبکه روی تراشه دارد. در این پروژه روش های مختلف تحمل پذیری خطا در شبکه های روی تراشه و شبکه های کامپیوتری مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و یک روش جدید ارائه شده است. ادامه پایان نامه به صورت زیر می باشد: فصل اول به بیان هدف و پیشینه تحقیق می پردازد. فصل دوم ی بر خصوصیات شبکه و شبکه های سوئیچینگ بسته ای که برای شبکه روی تراشه پیشنهاد شده اند داشته، روش های طراحی شبکه روی تراشه را معرفی می کند. فصل سوم خرابی ها، روش های مدلسازی خرابی و الگوریتم های تحمل پذیر خطای موجود برای شبکه روی تراشه را شرح می دهد. فصل 4 به تشریح الگوریتم پیشنهادی می پردازد. فصل 5 در رابطه با جزئیات شبیه سازی و ارزیابی نتایج شبیه سازی می باشد. نتیجه گیری کلی و پیشنهادات نیز در ادامه ارائه شده اند.

توان و پهنای باند به عنوان دو فاکتور مهم در ارتباطات ماهواره ای مطرح می باشند. افزایش درخواست برای دریافت سرویسهای مختلف مخابراتی ما را بر آن داشته است که به فکر بهره گیری موثرتر از پهنای باند باشیم. استفاده از مدولاسیون سطوح بالای QAM یتواند روشی برای بهره برداری بهتر از پهنای باند باشد. مدولاسیون QAM برای مدوله کردن سیگنال ارسالی در فرستنده های DVB-RCS بکار گرفته می شود. یک فرستنده DVB-RCS از تقویت کننده TWTA به عنوان تقویت کننده توان استفاده می کند. با بهبود کارایی این نوع تقویت کننده می توان مصرف توان، وزن و در نتیجه هزینه پرتاب ماهواره را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش داد. همانطور که می دانیم تقویت کننده TWTA  در بیشتر موارد یک تقویت کننده غیر خطی می باشد. همانطور که شکل 1-1 نشان می دهد، تقویت کننده TWTA تنها به ازای توانهای ورودی کم، خطی می باشد. از طرفی کار با سطح توان پایین کارایی تقویت کننده را کاهش می دهد. بنابراین برای داشتن کارایی مطلوب در تقویت کننده TWTA باید نقطه کار تقویت کننده در نزدیکی ناحیه اشباع قرار گیرد. کار در نزدیکی ناحیه اشباع باعث عملکرد غیر خطی تقویت کننده شده و این عملکرد غیر خطی باعث بروز اغتشاش در خروجی خواهد شد. خاصیت غیر خطی تقویت کننده توان بالای TWTA  به عنوان یک مشکل اصلی در دستیابی به نرخ ارسال داده بالا و داشتن طیف مطلوب در خروجی می باشد. در تقویت کننده غیر

 خطی به علت بروز اثرات غیر خطی، طیف خروجی پهن شده و باعث کاهش کارایی پهنای باند در مدولاسیونهای M-QAM می شود. به منظور افزایش راندمان در بکارگیری پهنای باند می توان از مدولاسیونهای با نرخ داده بالا مانند 32QAM و QAM64 استفاده کرد. برای رفع مشکلات حاصل از غیر خطی بودن تقویت کننده و اغتشاشات حاصل از آن می توان از تکنیک پیش اعوجاج (pre-distortion) استفاده نمود. تکنیک پبش اعوجاج به طراحان سیستمهای ارتباطی این امکان را می دهد که خروجی تقویت کننده بدون اعوجاج داشته باشند.

تاریخچه استفاده از كارت های پلاستیكی برای شناسایی افراد به حدود سال 1950 بر می گردد. كلوپ اشرافی داینرز در آمریكا یكی از اولین جاهایی بود كه این كارت ها را به اعضایش ارائه نمود در آن زمان از بدنه پلاستیكی كارت بسادگی برای نوشتن نام و مشخصات دارنده كارت بصورت حروف برجسته استفاده می شد و كارت نقشی شبیه به كارت های اعتباری امروزی ایفا می نمود.
پیشرفت در زمینه استفاده از كارت ه ا, با ایجاد نوار مغناطیسی بر روی كارت كه توسط ماشین مخصوص قابل خواندن و نوشتن بود , سرعت گرفت و وارد مرحله جدیدی شد كه دراین كارت های مغناطیسی علاوه بر روشهای برجسته كاری حروف بر روی بدنه پلاستیكی كارت , اطلاعات اضافی تا حدود 1000 بیت بر روی نوار مغناطیسی قابل ذخیره سازی می باشد. به علت خودكار شدن نسبی فرآیند بررسی اعتبار كارت توسط ماشین و به دلیل امكان ارتباط لحظه ای با سیستم مركزی, امنیت این نوع كارت ها نسبت به كارت های حروف برجسته بیشتر اس ت . كارت های مغناطیسی بخصوص در صنعت بانكداری و امور مالی – اعتباری بیشترین محبوبیت را كسب نمودند . با وجود این محبوبیت , سطح امنیتی ارائه شده توسط كارتهای مغناطیسی پائین بوده و تقلب در این سیستم ها ضررهای

زیادی را متوجه سازمان های ار ائه دهندة كارت ها نموده است . این امر بخاطر آنست كه با داشتن یك ماشین استاندارد خواندن و نوشتن نوار مغناطیسی , محتوای اطلاعات ثبت شده در این نوع كارت ها ب ه راحتی قابل دستكاری و جعل می باش ند. تلاش هایی برای امن كردن

 كارت های مغناطیسی از طرف سازندگان صورت گرفته است.

بعنوان مثال در چك كارت های آلمانی یك ك د نامرئی و غیرقابل تغییر در بخشی از بدنة كارت قرار داده می شود كه این كد توسط ترمینال خوانده شده و با اطلاعات نوار مغناطیسی مقایسه می شود بدین ترتیب تغییر ات محتوی نوار مغناطیسی قابل كشف می
شود. با وجود این اولا هزینه دستگاه های مخصوص بكار رفته در ترمینال در این نوع سیستم بالا است, ثانیاً امنیت حاصله از این روش چندان محبوبیت پیدا نكرده است.
وجود مشكلات كارت های مغناطیسی از یك طرف و پیشرفت تكنولوژی نیمه هادی ها از دیگر سو موجب گردید تا تحقیقات بر روی امكان استفاده از تراشه های نیمه هادی در كارت ها شروع گردد.
در سال 1968 , دو محقق آلمانی ایده كارت دارای مدار مجتمع را معرفی نمودند . در سال 1974 یك محقق فرانسوی با معرفی ایده كاربرد ریزپردازنده در تراشه كارت عنوان كارت هوشمند را معرفی نمود . بدین ترتیب و با پیشرفت سریع تولید تراشه های نیمه هادی با ابعاد ریز , امكان ایجاد كارت های به معنی واقعی هوشمند كه ب ه منزلة یك رایانة كوچك قابل حمل بودند ,فراهم گردید. كارت های هوشمند هم از لحاظ میزان حافظه موجود برای ذخیره سازی اطلاعات و هم به لحاظ امنیت فیزیكی و منطقی از كارت های مغناطیسی قدیمی برترند.

امروزه در سیستم های نوین مخابراتی، بخصوص در سیستم های مبتنی بر نسل سوم مخابرات سیار، مدیریت منابع رادیویی به صورت پویا انجام می شود، به این ترتیب که پارامترهای اساسی طراحی سیستم، نظیر پارامترهای مربوط به مدوله سازی و کدکردن یا پارامترهای مربوط به کنترل توان، متناسب با وضعیت پویای کانال مخابراتی تعیین می شوند و تغییر می کنند. این رویکرد در طراحی سیستم های مخابراتی که در پژوهش های اخیر از آن با عنوان های “تطبیق پیوند” یا “مدوله سازی و کدکردن وفقی” (AMC) یاد می شود، باعث افزایش کارایی سیستم در مقایسه با سیستم های ایستا و کلاسیک مخابراتی شده، امکان دست یابی به ظرفیت های مخابراتی بالاتر را در یک ارتباط رادیویی فراهم می سازد. این افزایش کارایی، بخصوص در ارتباط های سلولی چندکاربره، با توجه به ملاحظه ی لحظه ای حضور دیگر کاربران در ارتباط مخابراتی و تصمیم گیری پویا برای کاهش اثر تداخل آن ها، چشم گیر و غیر قابل صرف نظر است.
با این حال، استفاده از مزیت های مربوط به این روش تنها در صورتی ممکن است که شناخت مناسبی از وضعیت فعلی کانال در دسترس باشد. همچنین، لازم است که برمبنای پارامترهای فعلی کانال، نسبت به پیش گویی وضعیت کانال در لحظه های آینده اقدام شود، تا پارامترهای مربوط به طراحی سیستم (نظیر پارامترهای مدوله سازی و کدکردن) متناسب با این پیش گویی تعیین و تنظیم شوند.

تخمین کانال های مخابراتی در حالت های غیرخطی و متغیر با زمان، با پیچیدگی های تحلیلی و سخت افزاری بسیاری همراه است و تکنیک های کلاسیک مطرح شده در کتاب ها و مقالات مختلف برای همسان سازی کانال، اغلب از غیرخطی بودن و متغیر با زمان بودن کانال ها صرف نظر می کنند. از سوی دیگر، با فرض این که به پارامترهای فعلی کانال بتوان دسترسی داشت، برای پیش گویی کانال در لحظه های آینده، تنها

 چند روش محدود در مقاله ها و منابع کلاسیک مخابرات سیار ذکر شده که اغلب مبتنی بر پیش گویی خطی کانال هستند. استفاده از شبکه های عصبی، با توجه به ماهیت غیرخطی این شبکه ها و توانایی تعمیم آن ها پس از طی یک دوره ی آموزشی مناسب، می تواند راهکار تازه ای برای تخمین و پیش گویی کانال باشد. این پایان نامه به تحقیق درباره ی همین موضوع می پردازد.

در فصل اول این پایان نامه، ویژگی های اصلی کانال های سیار مخابراتی با محوشدگی باند باریک می شوند. بحث درباره ی نویز سفید جمع شونده ی گوسی و مطالعه ی مدل رایلی از مباحث مطرح شده در این فصل هستند.
در فصل دوم، پس از بحث درباره ی اهمیت و مزیت های مدوله سازی تطبیقی، نشان داده می شود که با پیشگویی رفتار کانال می توان کارایی سیستمی را که از مدوله سازی تطبیقی استفاده می کند افزایش داد.
در فصل سوم، فرایند محاسبه ی سیگنال به نویز (SNR) به دو بخش تخمین نسبت سیگنال به نویز محض کانال (SNR0) و پیش گویی توان محوشدگی (α) تقسیم شده، سیستم پیشنهادشده ی مبتنی بر شبکه های عصبی برای محاسبه ی این دو پارامتر، معرفی و ارزیابی می شود.
فصل چهارم نیز به جمع بندی و ارائه ی چند پیشنهاد اختصاص یافته است.