Программно-алгоритмическая часть робота

Структура системы управления интеллектуального мобильного робота

Система управления автономным мобильным роботом должна решать следующие задачи:

• Обработка сенсорных данных (в т.ч. данных от интерфейса с оператором) с целью сбора информации о роботе и внешней среде вокруг него.
• Планирование мероприятий по уяснению целевого задания и планирование последовательности подзадач, необходимых для выполнения этого задания.
• Формирование таких программных траекторий движения ИМР, которые бы приводили к выполнению роботом локальной подзадачи (например, прибытие к целевой точке в среде с препятствиями).
• Формирование таких задающих воздействий на исполнительные механизмы робота, которые бы приводили к максимально точному и быстрому выполнению ими программной траектории движения.

Одной из особенностей построения системы управления интеллектуального мобильного робота является то, что она строится по иерархическому многоуровневому принципу, согласно которому с повышением иерархического ранга подсистемы повышается ее степень интеллектуальности. Самым верхним звеном этой иерархии является система управления поведением, далее следует система управления движением, а система управления исполнительными механизмами является самым низшим звеном этой иерархии. Кроме перечисленных подсистем в структуре имеется информационно-измерительная система, которая также должна обладать некоторыми интеллектуальными возможностями, и интерфейс с оператором.

Система управления поведением (стратегический уровень) предназначена для формирования целесообразного поведения робота для выполнения задачи, поставленной перед ним. На выходе эта система формирует целеуказание для системы управления движением: целевая точка пути, требуемое состояние приводов робота, команды управления режимами работы информационно-измерительной системы.

Система управления движением (тактический уровень) предназначена для планирования таких программных траекторий движения робота, которые бы приводили робота в указанное целевое состояние в среде с препятствиями, учитывая динамические характеристики робота. Целевое состояние для этой системы формирует система управления поведением. На выходе данная система формирует требуемое командное значение скоростей линейного движения, азимутального поворота робота.

Система управления исполнительными механизмами (приводной уровень системы управления) решает задачи управления исполнительными механизмами робота. Эта система реализует интерфейс с аппаратной частью робота.

Информационно-измерительная система предназначена для сбора, обработки и преобразования сенсорной информации в сигналы, удобные для использования в системе управления робота. В данном роботе видеоизображение, полученное с телекамеры, преобразуется в набор параметров, на основе которых другие подсистемы принимают те или иные решения.

Интерфейс с оператором представляет собой экранное меню для ведения с пользователем текстового диалога на естественном языке, а также панель ручного управления роботом.