Control Systems and Computers, N6, 2019, Стаття 6
https://doi.org/10.15407/csc.2019.06.058
Sukhoruchkina O.N. The virtual sensors for intelligent control of the mobile robot. Control Systems and Computers. 2019. № 6. C. 58-65.
УДК 004.896
О.М. Сухоручкіна, с.н.с., Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН та МОН України, просп. Глушкова, 40, Київ 03187, Україна, sukhoru@gmail.com
Віртуальні сенсори для інтелектуального управління мобільним роботом
Вступ. Повнота ситуаційної обізнаності має важливе значення для інтелектуального управління автономним мобільним роботом (МР), коли він працює в динамічному середовищі. Зазвичай МР оснащений деяким набором фізичних сенсорів для оцінки певних властивостей оточення. Однак інформації лише від фізичних пристроїв може бути недостатньо для аналізу ситуацій для вибору цільових дій робота. Розглянуті підходи до реалізації деяких віртуальних сенсорів для оцінки можливих взаємних станів “робот – оточуючі об’єкти”, які необхідні для задачі планування маршруту або планування цільових положень МР.
Мета статті – представлення підходів до реалізації декількох типів віртуальних сенсорів для оцінки взаємних положень МР і об’єктів оточення, які необхідні в задачах планування цілеспрямованих дій робота системою інтелектуального управління. Спираючись на оцінки віртуальних сенсорів можна обрати безпечні траєкторії руху або такі положення у просторі, що є допустимими та відповідають певним умовам.
Методи. Представлені підходи спираються на використання просторових моделей об’єктів та моделюванні сприйняття оточення бортовою відеокамерою МР. Геометричні моделі об’єктів базуються на представленні їх сукупностями опуклих багатогранників. Використовується рекурсивний алгоритм оцінки взаємних положень моделей об’єктів. Сприйняття оточення відеокамерою робота моделюється за правилами проективної геометрії.
Результат. Запропоновані віртуальні сенсори використано як базові модулі алгоритмів оцінки взаємних положень робота і оточуючих об’єктів в програмних ресурсах системи інтелектуального управління діючим прототипом МР ERIC, що забезпечує можливість автономного виконання роботом складних завдань користувача у не детермінованому динамічному середовищі.
Висновок. Запропоновані підходи до реалізації та використання віртуальних сенсорів суттєво доповнюють можливості інтелектуальної системи управляння МР аналізувати множині потенційно допустимих взаємних станів рухомої системи з оточуючими об’єктами. Такі оцінки принципово неможливі з використанням лише поточної інформації фізичних сенсорів. Здатність штучної системи уявити свій стан у певних просторових положеннях є важливою характеристикою образного мислення. Віртуальні сенсори вказаного типу дозволяють формувати множини можливих станів робота, які відповідають цільовим вимогам, і обирати безпечні траєкторії руху до них.
Завантажити повний текст в PDF (англійською).
Ключові слова: автономний мобільний робот, інтелектуальне управління, віртуальний сенсор, 3D-модель.
Надійшла 04.12.19
