Control Systems and Computers, N6, 2019, Статья 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.Н. Сухоручкина, с.н.с., Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН и МОН Украины, просп. Глушкова, 40, Киев 03187, Украина, sukhoru@gmail.com
Виртуальные сенсоры для интеллектуального управления мобильным роботом
Вступление. Для интеллектуального управления автономным мобильным роботом (МР) в динамической среде важное значение имеет полнота ситуационной осведомленности. Обычно робот оснащен некоторым набором физических датчиков для оценки определенных свойств окружающей среды. Однако информации только от физических устройств может быть недостаточно при анализе ситуаций для выбора целевых действий робота. Рассмотрены подходы к реализации некоторых виртуальных сенсоров для оценки возможных взаимных состояний “робот – окружающие объекты”, которые необходимы для задачи планирования маршрута или планирования целевых положений МР.
Цель статьи – представление подходов к реализации нескольких типов виртуальных сенсоров для оценки взаимных положений МР и объектов окружения, которые необходимы в задачах планирования целенаправленных действий работа системой интеллектуального управления. Опираясь на оценки виртуальных сенсоров можно выбрать безопасные траектории движения или такие положения в пространстве, которые являются допустимыми и соответствуют определенным условиям.
Методи. Представленные подходы опираются на использование пространственных моделей объектов и моделирование восприятия окружения бортовой видеокамерой МР. Геометрические модели объектов базируются на представлении их совокупностями выпуклых многогранников. Используется рекурсивный алгоритм оценки взаимных положений моделей объектов. Восприятие окружения видеокамерой работа моделируется по правилам проективной геометрии
Результат. Предложенные виртуальные сенсоры использованы как базовые модули алгоритмов оценки взаимных положений работа и окружающих объектов в программных ресурсах системы интеллектуального управления действующего прототипа МР ERIC, что обеспечивает возможность автономного выполнения роботом сложных задач пользователя в не детерминированной динамической среде.
Выводы. Предложенные подходы к реализации и использованию виртуальных сенсоров существенно дополняют возможности интеллектуальной системы управления МР анализировать множества потенциально допустимых взаимных состояний подвижной системы с окружающими объектами. Такие оценки принципиально невозможны с использованием только текущей информации физических сенсоров. Способность искусственной системы представить свое состояние в определенных пространственных положениях является важной характеристикой образного мышления. Виртуальные сенсоры указанного типа позволяют формировать множества возможных состояний работа, соответствующих целевым требованиям и выбирать безопасные траектории движения к ним.
Загрузить полный текст в PDF (на английском).
Ключевые слова: автономный мобильный робот, интеллектуальное управление, виртуальный сенсор, 3D-модель.
Поступила 04.12.2019
