Задание
1. В среде Microsoft Access открыть БД Trek1 (файл Trek1.accdb). Исследовать схему данных, типы данных полей, ограничения полей, назначение полей таблиц БД. Изучить назначение форм и запросов БД, работу с формами и особенности представления данных в формах и запросах.
2. Создать в БД новое рабочее пространство с параметрами (размер по горизонтали; размер по вертикали):
• вариант 1: размер (6; 10) ячеек;
• вариант 2: размер (7; 9) ячеек;
• вариант 3: размер (8; 8) ячеек;
• вариант 4: размер (9; 8) ячеек;
• вариант 5: размер (10; 7) ячеек.
Номер индивидуального варианта N для студента вычисляется по последней цифре K номера зачетной книжки по формуле:
N = (K mod 5) + 1. N = 4
3. Задать в рабочем пространстве произвольные позицию старта и позицию цели.
4. Расположить в рабочем пространстве перепады высот и непреодолимые препятствия таким образом, чтобы они образовывали небольшой лабиринт и исключали прямой путь из позиции старта в позицию цели.
5. Выполнить расчет функционала для ячеек рабочего пространства.
6. В среде Trace Mode 6 открыть файл проекта Trek.prj. Выполнить подключение БД Trek1 к проекту Trek. Проверить правильность передачи данных из БД в проект Trek.
7. Выполнить в проекте Trek моделирование перемещения МО по оптимальной траектории из позиции старта в позицию цели. Отобразить оптимальную траекторию на результатах запроса Ячейка_Функционал_Запрос_перекрестный.
8. Изменить позицию цели так, чтобы оптимальная траектория существенно отличалась от предыдущей (например, перенести позицию цели за возвышенность или за непреодолимое препятствие). Выполнить моделирование перемещения МО. Отобразить оптимальную траекторию на результатах запроса Ячейка_Функционал_Запрос_перекрестный.
Ход работы
Согласно варианту создано рабочее пространство размерами 9x8.
Рисунок 1 - Работа с формой карт
Рисунок 2 - Работа с формой альтитуды
Рисунок 3 - Работа с формой функционала
Рисунок 4 - Карта с препятствиями
Рисунок
5 - Результаты прохождения МО созданного
в рабочем пространстве лабиринта
Рисунок 6 - Траектория движения в запросе
Рисунок 7 - Результаты второго прохождения МО созданного в рабочем пространстве лабиринта
Рисунок 8 - Вторая траектория движения в запросе
Ответы на контрольные вопросы
9. В чем заключается принцип оптимальности Р.Беллмана, какие соотношения лежат в основе метода динамического программирования?
Принцип оптимальности Беллмана: каково бы ни было состояние системы перед очередным шагом, необходимо выбирать управление на этом шаге так, чтобы доход на данном шаге вместе с оптимальным доходом на всех последующих шагах был максимальным.
Для решения задачи планирования траектории применим принцип динамического программирования Р. Беллмана, заключающийся в пошаговой процедуре нахождения оптимальной траектории, начиная с конечной точки. Эта процедура описывается рекуррентным соотношением
, (1)
где
. (2)
Согласно принципу оптимальности Р. Беллмана и рекуррентному соотношению (1), на каждом j+1-м шаге нахождения оптимальной траектории должно быть выбрано такое управление U, которое доставляет минимум сумме , в которую входит значение функционала , уже вычисленное на j-м шаге. При этом в качестве начального значения для функционала следует принять его величину в конечной точке, равную, например, нулю.
4. Как строится модель рабочего пространства?
Во всех современных методах планирования траекторий используется дискретизация рабочего пространства. Пусть рабочее пространство (ограниченная статическая во времени двумерная рабочая область с осями X и Y) разбито на клетки (прямоугольные ячейки) с размерами Δx и Δy (обычно Δx = Δy). Рабочее пространство имеет еще и третью ось – непрерывную координату Z, которая может представлять собой альтитуду (высоту над общим нулевым уровнем – например, уровнем моря) центра клетки. Перепады высот затрудняют перемещения МО, и искомая траектория движения МО должна, по возможности, проходить мимо перепадов высот.
В рабочей области в произвольном порядке располагаются непреодолимые препятствия произвольной формы. В качестве препятствий могут выступать как границы рабочей области, так и разнообразные объекты (и их группы), расположенные внутри нее. Движение МО через клетки рабочего пространства, занятые препятствиями, запрещено. Кодирование непреодолимых препятствий осуществляется с помощью альтитуды z – значением, превышающим установленный предел. Состояние рабочего пространства описывается матрицей M размерностью , элементы которой могут принимать значения от 0 (клетка свободна) до zmax (клетка занята препятствием).