Интеллектуальная система управления робототехническими

Интеллектуальная система управления
робототехническими комплексами
Общая концепция
1. Динамическая многослойная карта в
едином координатном пространстве
- заданная карта, полученная из открытых источников или от других
робототехнических комплексов;
- 3D карта, которая строится с помощью стереозрения и/или ЛИДАРа,
пригодная для передачи другим робототехническим платформам в качестве
заданной карты или «карты опыта»;
- карта, которая строится на основе данных, полученных с различных датчиков
(ультразвуковые и оптические датчики, датчики вибрации и наклона,
тепловизоры и т.п.);
- «карта опыта», которая строится на основе данных о пройденном маршруте;
- производные и комбинированные слои карты.
Преимущества использования
многослойной карты
• Анализ различных объектов на разных слоях карты позволяет серьёзно
увеличить эффективность анализа препятствий и построения маршрута
• Анализ препятствий и объектов в случае с многослойным
представлением объектов хорошо реализуется нейросетевыми и
эвристическими методами
• Концепция многослойной карты хорошо реализуется на многоядерных
и многопроцессорных системах, позволяя серьёзно увеличить
производительность системы
• Использование многослойной карты позволяет отсеять
информационный «шум» и уменьшить число ложных срабатываний на
препятствия
2. Адаптивная настройка системы
под разные шасси
Использование адаптивных алгоритмов позволяет системе самой
произвести настройку под конкретное шасси в течение 20-40 минут
на специальном полигоне.
Таким образом, перенос системы на новое шасси не требует
долгой и кропотливой работы по настройке всех параметров.
Использование адаптивных алгоритмов позволяет
робототехнической платформе продолжать выполнение задачи
при частичном повреждении шасси или при сильном изменении
параметров поверхности.
3. Переменная детализация
Концепция «переменной детализации» предусматривает изменение детализации
построения карты, а также обработки имеющейся (заданной) карты для обработки
информации в режиме реального времени.
Это решение применяется в случае необходимости увеличения скорости в
экстренном случае.
Система поддерживает режим «постоянного горизонта событий», т.е. в зависимости
от скорости передвижения детализация выбирается таким образом, чтобы
обеспечить устойчивый анализ местности на определенном постоянном расстоянии
перед собой (например 5-10 метров).
4. Контролируемая автономность
Функционируя в автономном режиме, система в любой момент
допускает вмешательство оператора и выполнение им отдельных
действий.
После снятия оператором управляющего воздействия система
возвращается к выполнению задачи в автономном режиме.
Подобное реализовано в некоторых системах «круиз-контроля», а
также в системе управления многими современными
пилотируемыми летательными аппаратами.
5. Визуализация логики работы и слоёв
карты
Для удобства работы с системой предусмотрена подробная
визуализация всех процессов работы системы, а именно:
- построение различных слоёв карты;
- выделение и распознавание объектов и препятствий;
- вычисление маршрута и его перестроения в случае появления
динамических препятствий (в том числе с учётом их
перемещения);
- Визуализация запланированных, но ещё не осуществляемых
действий.
Пример визуализации слоев карты
6. Распределенность системы и её
полиморфизм
В случае работы системы на нескольких компьютерах при выходе
из строя или потере связи с одним из узлов, система уменьшает
детализацию работы и переносит вычисления на доступные
компьютеры.
7. Применение новых типов нейронных
сетей
Для распознавание объектов на различных слоях карты (а также
для классификации объектов на всех слоях карты) применяются
относительно новые типы нейронных сетей, которые в настоящее
время мало исследованы и обладают новыми перспективными
свойствами.
В частности речь идёт о сетях Хопфилда («ассоциативная память»),
осцилляторных нейронных сетях и спайковых нейронных сетях
реального времени.
8. Опциональный голосовой интерфейс и
озвучивание своих действий
В качестве дополнительного интерфейса взаимодействия
используется голосовой интерфейс с настройкой под конкретного
человека.
Система уже «из коробки» умеет воспринимать простейшие
команды («следуй за мной», «стоп», «вперед», «назад», «держи
дистанцию … метров»).