Рассматривается задача управления манипулятором, установленным на основном мобильном роботе, выполняющем операции в стесненных условиях рабочей среды, когда объекты работ находятся вне зоны видимости системы технического зрения робота. В указанной ситуации расположение невидимых объектов вначале определяется с помощью системы технического зрения вспомогательного и более маневренного мобильного робота в его связанной системе координат, а затем эта информация по каналам связи с неизбежными погрешностями передается в связанную систему координат основного манипуляционного робота. Предложен алгоритм по определению и устранению возникших погрешностей, обеспечивающий в результате возможность точного автоматического выполнения требуемых операций с объектами работ. Предложенный математический аппарат позволяет учесть различную текущую пространственную ориентацию базовых платформ обоих мобильных роботов по углам крена, тангажа и рыскания в абсолютной системе координат. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие работоспособность и высокую эффективность предложенного метода согласованной автоматической работы двух мобильных роботов в стесненных условиях окружающей среды
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Электротехника
В настоящее время области использования мобильной робототехники постоянно расширяются. Одним из перспективных направлений является применение мобильных роботов (МР) для полностью автоматического выполнения различных точных операций в стесненных условиях заранее неизвестной рабочей среды с помощью манипуляторов, устанавливаемых на МР [1—4]. Сейчас эти работы выполняются в полуавтоматическом режиме только оператором, который ориентируется по изображению рабочей зоны на экране телемонитора, полученному от системы технического зрения (СТЗ). При этом для получения наиболее удобного для оператора ракурса изображения рабочей зоны и объекта работ (ОР) могут использоваться СТЗ, которые способны изменять текущие ориентации своих оптических осей [5—8]. Для управляемых операторами манипуляционных МР многие задачи навигации и управления уже решены [9, 10]. При этом анализ показывает, что даже сложные манипуляционные операции вполне могут выполняться МР и в полностью автоматическом режиме. Но в этом случае потребуется использовать согласованное групповое управление несколькими МР, которое в настоящее время уже достаточно хорошо развито
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Andreev V. P., Pryanichnikov V. E. Operation Environment of Mobile Robots with Supervision Control // Proc. of the 22nd Intern. DAAAM Symp. Vienna, Austria. 2011. Vol. 22, N 1. P. 0021-0022.
2. Zhang Q., Song B., Cai B., Sun Y. Design of Coordination System for Composite Mobile Robot Platform Oriented to Nuclear Fusion Vessel //j. of Fusion Energy. 2021. N 40(2). P. 22. EDN: TDUPEG
3. Wu Y., Balatti P., Lorenzini M., Zhao F., Kim W., Ajoudani A. A teleoperation interface for loco-manipulation control of mobile collaborative robotic assistant // IEEE Robotics and Automation Letters. 2019. N 4(4). P. 3593-3600.
4. Lee D., Spong M. W. Passive bilateral control of teleoperators under constant time-delay // Proc. 16th IFAC World Congress. Prague, Czech Rep. 2005. File 03009.pdf. P. 1-6.
5. Katsurin A. System of Telecontrol by the Mobile Robot with Movable Camera // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 643. P. 9-14. EDN: UFJKZZ
6. Филаретов В. Ф., Кацурин А. А., Пугачев Ю. А. Метод полуавтоматического комбинированного управления манипулятором с помощью подвижной телекамеры // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 2. С. 38-45. EDN: JWVXVD
7. Филаретов В. Ф., Кацурин А. А. Метод полуавтоматического позиционного управления манипулятором с помощью телекамеры, изменяющей пространственную ориентацию своей оптической оси // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 9. С. 15-22. EDN: JUPICF
8. Филаретов В. Ф., Кацурин А. А. Система телеуправления многозвенным манипулятором, установленным на мобильном роботе // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2018. № 12. С. 40-48. EDN: VTZTUU
9. Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А. Метод формирования гладких траекторий движения мобильных роботов в неизвестном заранее окружении // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2017. № 4. С. 174-184.
10. Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А., Мурсалимов Э. Ш. Информационно-управляющая система для мобильных роботов // Автометрия. 2015. Т. 51, № 5. С. 92-100.
11. Xu P., Zheng J., Zhang J., Zhang K., Cui Y., Tang Q. Distributed position-force control for cooperative transportation with multiple mobile manipulators // Lecture Notes in Computer Science (Including Subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). 2021. Vol. 12690 LNCS. P. 111-118.
12. Mendiburu F. J., Morais M. R. A., Lima A. M. N. Behavior coordination in multi-robot systems // Proc. IEEE Intern. Conf. on Automatica (ICA-ACCA). 2016. P. 1-7.
13. Viegas C., Tavakoli M., Lopes P., Dessi R., De Almeida A. T. SCALA-A scalable rail-based multirobot system for large space automation: Design and development // IEEE/ASME Trans. on Mechatronics. 2017. N 22(5). P. 2208-2217.
14. Riccio F., Borzi E., Gemignani G., Nardi D. Multi-robot search for a moving target: Integrating world modeling, task assignment and context // Proc. IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS). 2016. P. 1879-1886.
15. Градецкий В. Г., Ермолов И. Л., Князьков М. М., Лапин Б. С., Семенов Е. А., Собольников С. А., Суханов А. Н. Система группового транспортного управления мобильными наземными роботами на различных грунтах // Робототехника и техническая кибернетика. 2020. Т. 8, № 1. С. 61-71. EDN: ZGTVPE
16. Меркулов В. И. Синтез согласованного управления группой объектов // Динамика сложных систем - XXI век. 2016. Т. 10, № 2. С. 23-27. EDN: WHYJED
17. Градецкий В. Г., Ермолов И. Л., Князьков М. М., Семенов Е. А., Собольников С. А., Суханов А. Н. О научных задачах выполнения транспортных операций группой мобильных роботов // Экстремальная робототехника. 2016. № 1. С. 25-30. EDN: XERWDP
18. Филаретов В. Ф., Кацурин А. А. Совместная работа двух мобильных роботов при автоматическом выполнении манипуляционных операций // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 8. С. 529-535. EDN: XWGFWH
19. Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480 с. EDN: QMOEDP
20. Filaretov V., Yukhimets D., Zuev A., Gubankov A., Mursalimov E. An new approach for automatization of cutting of flexible items by using multilink manipulators with vision system // Proc. of the 22nd Intern. Symp. on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM2014), Ischia, Italy. 2014. P. 1330-1335. EDN: UEXFDT
21. Filaretov V., Katsurin A., Chyi-Yeu Lin. System of Telecontrol by Manipulators for Automatic Grasp of Objects // Proc. of the Intern. Conf. on Intelligent Computing and Control. Bangkok, Thailand. 2011. P. 1-4. EDN: PEAMQR
22. Cook G., Zhang F. Mobile robots: Navigation, Control and Sensing, Surface Robots and AUVS. Wiley, 2020. P. 1-329.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Предложен математический подход к расчету длительности съемки с борта космического аппарата, оборудованного радиолокатором с синтезированной апертурой антенны, для оценивания потенциальных возможностей системы наблюдения. Геометрия съемки радиолокатором характеризуется системой из трех уравнений: наклонной дальности, эллипсоида вращения и доплеровской частоты принимаемого сигнала, которые задаются в трехмерной инерциальной системе координат, связанной с Землей. Данная система уравнений не имеет явного решения, поэтому предлагается вариант решения задачи по выявлению аналитической связи между параметрами, характеризующими положение космического аппарата на траектории, значениями углов его разворота и углов отклонения диаграммы направленности антенны, параметрами зондирующих импульсов. Для упрощения решения предполагается местная сферичность Земли в районе съемки с известным локальным радиусом. Определение длительности съемки требуется для выбора необходимого режима работы радиолокатора в целях получения радиолокационного изображения района наблюдения с требуемым разрешением в пределах заданной полосы захвата. Представлена методика планирования съемки района наблюдения радиолокатором на основе расчета ее длительности. Получены соотношения, позволяющие оценить возможности радиолокатора при решении задач съемки или при проектировании системы наблюдения, а также определить обоснованные требования к выбору основных характеристик радиолокатора и баллистических параметров группировки космических аппаратов
Представлена методика сужения диаграммы направленности антенны, базирующаяся на совместной пространственно-временной обработке сигналов, принимаемых в последовательные моменты времени разнесенными в пространстве приемными антенными решетками квазимоностатической декаметровой радиолокационной системы дальнего обнаружения. Применение методики позволяет повысить вероятность обнаружения объектов, находящихся за пределами прямой видимости, на фоне мощных мешающих помех, обусловленных как средой распространения, так и отражениями от подстилающей поверхности. Реализация методики позволит повысить достоверность определения объектов, лоцируемых декаметровыми радиолокационными системами
Рассматриваются два новых метода измерения теплопроводности твердых тел, базирующиеся на использовании абсолютного и относительного измерений исходных тепловых величин, определяющих значение измеряемого параметра. В представленных методах максимально снижено влияние традиционных негативных факторов техники эксперимента на точность получаемых результатов
Рассматриваются два новых метода измерения теплопроводности твердых тел, базирующиеся на использовании абсолютного и относительного измерений исходных тепловых величин, определяющих значение измеряемого параметра. В представленных методах максимально снижено влияние традиционных негативных факторов техники эксперимента на точность получаемых результатов
Проведен анализ показаний датчиков производственного оборудования и представлена методика агрегации данных для оценки вероятности выхода оборудования из строя. Актуальность исследования обусловлена недостаточным развитием научно-методического аппарата оценивания состояния оборудования на основе больших данных. С целью формирования набора данных, предназначенного для разработки прогностической модели состояния оборудования, сконструирован ряд признаков, характеризующих состояние станка с числовым программным управлением. Практическая значимость исследования обусловлена возможностью включения сформированного набора данных в производственный процесс и использования его для сохранения во времени и в установленных пределах значений параметров оборудования, которые характеризуют его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и при необходимых условиях применения
Рассматриваются вопросы обеспечения надежного функционирования сложных технических систем в ходе эксплуатации путем проведения планового технического обслуживания с применением средств контроля. Исследуется возможность проведения имитационного моделирования в целях оценивания наиболее важных показателей надежности системы, например коэффициента готовности, с учетом метрологических характеристик средств контроля. Предложены аналитическая и имитационная модели оценивания показателей готовности сложной технической системы и на основе программной среды AnyLogic проведено имитационное моделирование, по результатам которого построены зависимости коэффициента готовности системы от метрологических характеристик (ошибок контроля) применяемых средств контроля и параметров обслуживания
Предложен подход к повышению эффективности системы распознавания изображений объектов в комплексах мониторинга и зондирования и беспилотных средствах на основе применения дополнительного признака классификации. Определен перечень задач, решаемых в комплексах зондирования при построении системы распознавания объектов. Для формирования дополнительной характеристики объектов использовано значение фрактальной размерности (фрактальной сигнатуры) изображений их контуров. Представлены результаты фрактального анализа изображений объектов дорожного движения. Получены результаты фрактального анализа изображений территорий, пострадавших от стихийных бедствий. Для построения карты и гистограммы фрактальной размерности предложено использовать размерность Минковского. Представлены результаты экспериментальной проверки работоспособности предлагаемых методов и алгоритмов
Предложен метод оценивания верхнего и нижнего граничных значений показателя быстродействия больших информационных систем с учетом соблюдения требования к целостности данных системы. Целостность обеспечивается путем блокировки необходимых для выполнения транзакции вычислительных ресурсов и их освобождения при завершении или откате транзакции. Кластеризация транзакций позволяет организовать параллельную обработку запросов пользователей, принадлежащих разным кластерам. Особенности обработки запросов не позволяют аналитически оценить быстродействие больших информационных систем, а натурный или имитационный эксперимент требует значительных временных затрат. Модель большой информационной системы формализуется в виде сети массового обслуживания. Полное множество маршрутов в сети массового обслуживания задается числом кластеров схожих транзакций. Быстродействие оценивается временем отклика системы
Издательство
- Издательство
- МИНОБРНАУКИ РОССИИ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- Тверская ул., д.11, г. Москва, ГСП- 3, 125993
- Юр. адрес
- 125009, г Москва, Тверской р-н, ул Тверская, д 11 стр 1, кв 4
- ФИО
- Фальков Валерий Николаевич (МИНИСТР)
- E-mail адрес
- info@minobrnauki.gov.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 5471316