DOI 10.17586/0021-3454-2018-61-12-1045-1051
УДК 004.627
АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЕ
Университет ИТМО (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия; студент
Читать статью полностью
![](/images/pdf.png)
Аннотация. Представлена процедура адаптивного кодирования сигналов динамических систем для последующей передачи другой системе. Предложен алгоритм настройки уровня квантования сигнала, основанный на вычислении модуля скользящего среднего. Алгоритм численно и экспериментально исследован, описан процесс его работы. В качестве кодируемого сигнала использовано изменение положения реального квадрокоптера при движении в вертикальной плоскости. Результаты численного моделирования демонстрируют применимость предложенного алгоритма для кодирования сигналов в реальной динамической системе. Алгоритм адаптивного кодирования реализован программно для использования с радиомодемами с целью последующего переноса на реальный квадрокоптер. Описана логика работы программы, описан метод формирования информационных пакетов на основе результатов кодирования. Численно исследовано качество кодирования гармонических сигналов различных частот; влияние скорости изменения сигналов на качество полученного сигнала характеризуется средне-квадратичным отклонением. Даны рекомендации по улучшению качества кодирования при известном характере исходного сигнала.
Ключевые слова: адаптивное кодирование, передача данных, пропускная способность, динамические системы, квадрокоптер
Список литературы:
Список литературы:
- Jayant N., Johnston J., Safranek R. Signal compression based on models of human perception // Proc. of the IEEE. 1993. Vol. 81, N 10. P. 1385—1422.
- Chen Z., Guillemot C. Perceptually-friendly H.264/AVC video Coding // 16th IEEE Intern. Conf. on Image Processing (ICIP). 2009. P. 3417—3420.
- Chen Z., Guillemot C. Perceptually-Friendly H.264/AVC Video Coding Based on Foveated Just-Noticeable-Distortion Model // IEEE Transact. on Circuits and Systems for Video Technology. 2010. Vol. 20, N 6. P. 806—819.
- Noll P. MPEG digital audio coding // IEEE Signal Processing Magazine. 1997. Vol. 14, N 5. P. 59—81.
- Кулешов С. В. Временной анализ кодеков H.264 // Изв. вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60, № 11. С. 1092—1095.
- Рубина И. С., Тропченко А. Ю. Исследование алгоритмов кодирования преобразованием в задачах сжатия кадров видеопоследовательности // Изв. вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55, № 10. С. 26—30.
- Юрков К. В., Петров С. Е. О двух подходах к параметрическому кодированию стереосигнала // Изв. вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55, № 1. С. 57—62.
- Andrievsky B., Fradkov A., Peaucelle D. State estimation over the limited-band communication channel for pitch motion control of LAAS Helicopter benchmark // Proc. 17th IFAC Symp. Aut. Contr. Aerospace (ACA’2007). Toulouse, France. 2007.
- Fradkov A., Andrievskiy B., Evans R. Hybrid quantized observer for multi-input-multi-output nonlinear systems // Dynamics and control of hybrid mechanical systems. World Scientific Series on Nonlinear Science, Ser. B. Singapore: World Scientific, 2010. Vol. 14. P. 89—102.
- Goodman D., Gersho A. Theory of an adaptive quantizer // IEEE Trans. Commun. 1974. Vol. COM-22, N 8. P. 1037—1045.
- Andrievsky B., Fradkov A. Adaptive coding for position estimation in formation flight control // Proc. IFAC Workshop Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP 2010). 2010. P. 72—76.
- Andrievsky B., Fradkov A. L. Adaptive coding for maneuvering UAV tracking over the digital communication channel // 6th Intern. Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops, ICUMT 2014. St. Petersburg, Russia, 2014. P. 236—241.
- Tatikonda S., Mitter S. Control Over Noisy Channels // IEEE Transact. on Automatic Control. 2004. Vol. 49, N 7. P. 1196—1201.
- Wang J., Yan Z. Coding scheme based on spherical polar coordinate for control over packet erasure channel // Intern. J. Robust and Nonlinear Control. 2014. Vol. 24, N 7. P. 1159—1176.
- Quevedo D., Silva E., Goodwin G. Control over Unreliable Networks Affected by Packet Erasures and Variable Transmission Delays // IEEE J. on Selected Areas in Communications. 2008. Vol. 26, N 4. P. 672—685.
- Quevedo D., Silva E., Nešić D. Design of Multiple Actuator-Link Control Systems with Packet Dropouts // IFAC Proc. 2008. Vol. 41, N 2. P. 6642—6647.
- Andrievskiy B. Numerical evaluation of controlled synchronization for chaotic Chua systems over the limited-band data erasure channel // Cybernetics and physics. 2016. Vol. 5, N 2. P. 43—51.
- Андриевский Б. Р., Фрадков А. Л. Управление и наблюдение через каналы связи с ограниченной пропускной способностью // Гироскопия и навигация. 2009. № 4 (67). С. 103—114.
- Fax J., Murray R. Information flow and cooperative control of vehicle formations // IEEE Transact. Automat. Contr. 2004. Vol. 49, N 9. P. 1465—1476.
- Proskurnikov A., Fradkov A. L. Problems and methods of network control // Automation and Remote Control. 2016. Vol. 77, N 10. P. 1711—1740.
- Бушуев А. Б., Томашевич С. И., Кульчицкий А. А., Воробьев В. С., Мансурова О. К. Поведение агента, заданное логистическим отображением // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 8. С. 600—605.
- Tomashevich S. I., Belyavsky A. O. Navigation data transfer in a quadrotor formation via a binary communication channel with adaptive coding and data erasure // 24th St. Petersburg Intern. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2017. P 1—3. DOI:10.23919/icins.2017.7995569.
- Andrievskiy B., Tomashevich S., Fradkov A. L., Amelin K. Quadrocopters Formation Control over the Limited-band Communication Network // IFAC-PapersOnLine. 2015. Vol. 48, N 9. P. 85—90.
- Fradkov A. L., Tomashevich S., Andrievskiy B., Amelin K., Kaliteevskiy I. Adaptive Coding For Data Exchange Between Quadrotors In The Formation // IFAC-PapersOnLine. 2016. Vol. 49, N 13. P. 275—280.
- Amelin K., Tomashevich S., Andrievskiy B. Recursive Identification of Motion Model Parameters for ultralight UAV // IFAC-PapersOnLine. 2015. Vol. 48, N 11. P. 233—237.
- Кулешов С. В. Потенциальные свойства цифровых каналов передачи данных // Изв. вузов. Приборостроение. 2010. Т. 53, № 11. С. 17—20.