Моделирование иерархической системы управления группой наземных робототехнических средств
Авторы: Алексеев В.А., Яковлев Д.С., Тачков А.А.
Опубликовано в выпуске: #4(76)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-4-1754
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Рассмотрен подход к моделированию иерархической системы управления группой наземных робототехнических средств. Приведен обзор существующих структур систем управления группами таких средств. Указаны основные недостатки систем управления, использующих только централизованный или децентрализованный подход при взаимодействии подгрупп наземных робототехнических средств. Предложено применение комбинированной структуры иерархической системы управления, отдельные уровни которой могут быть представлены в виде конечно-автоматных управляющих сетей. Приведена математическая постановка задачи моделирования подобной системы. Имитационная модель системы управления реализована в среде MATLAB, привязка к ландшафту и трехмерная визуализация движения наземных робототехнических средств осуществлена с помощью гео- информационной системы «Панорама». Результаты моделирования приведены на примере работы группы из десяти робототехнических средств. Сделан вывод о целесообразности применения комбинированной структуры системы группового управления наземными робототехническими средствами.
Литература
[1] Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В., Рудианов Н.А. Перспективы разработки автономных наземных робототехнических комплексов специального назначения. Изв. ЮФУ. Технические науки, 2016, № 1, с. 156–168.
[2] Шеремет И.А., Шеремет И.Б., Ищук В.А. К вопросу о системной оценке эффективности робототехнических комплексов военного назначения с использованием инновационных технологий на базе моделирования военных действий. Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России, 2014, № 4, с. 21–26.
[3] Шеремет И.Б., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. О необходимости разработки концепции построения и применения автономных робототехнических комплексов военного назначения. Экстремальная робототехника, 2016, т. 1, с. 35–39.
[4] Акименко Т.А., Аршакян А.А., Рудианов Н.А. Управление группами роботизированных платформ. Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки, 2015, № 8, с. 200–208.
[5] Максимов А.А., Тачков А.А., Малыхин А.Ю., Рудианов Н.А. Подход к формализации тактической задачи для группы наземных робототехнических комплексов военного назначения. Вопросы оборонной техники. Сер. 16, 2017, № 7–8 (109–110), с. 88–96.
[6] Апраксин Ю.К. Управление информационным взаимодействием в распределенных технических системах: конечно-автоматный подход. Москва, Вузовский учебник, 2017, 184 с.
[7] Liu C., Kroll A. A centralized multi-robot task allocation for industrial plant inspection by using a* and genetic algorithms. Proceedings of the 11th International Conference, ICAISC 2012 “Artificial Intelligence and Soft Computing”, Zakopane, Poland, April 29–May 3, 2012. Part II. Springer Publ., 2012, pp. 466–474.
[8] Al-Yafi K., Lee H., Mansouri А. Mtap-masim: a multi-agent simulator for the mobile task allocation problem. IEEE International Workshop on Enabling Technologies: Infrastructures for Collaborative Enterprises, 2009, pp. 25–27.
[9] Coltin B., Veloso M. Mobile robot task allocation in hybrid wireless sensor networks. IEEE/RSJ International Conference on IROS. Taipei, 2010, pp. 2932–2937.
[10] Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2009, 280 с.
[11] Макаров И.М., Лохин В.М., Манько С.В., Романов М.П., Александрова Р.И. Смешанные стратегии группового управления в многоагентных робототехнических системах. Изв. ЮФУ. Технические науки, 2012, № 3, c. 8–13.
[12] Giordani S., Lujak M., Martinelli F. A distributed algorithm for the multi-robot task allocation problem. Proceedings of 23rd International Conference on Industrial, Engineering and Other Applications of Applied Intelligent Systems IEA/AIE 2010: Trends in Applied Intelligent Systems Cordoba, Spain, June 1–4, 2010. Part I. Springer Publ., 2010, pp. 721–730.
[13] Han-Lim C., Brunet L., How J. IEEE Transactions on Robotics, 2009, vol. 25, no. 4, pp. 912–926.
[14] Elmogy A. Market-based framework for mobile surveillance systems. Ph.D. Thesis. Waterloo, Ontario, Canada, University of Waterloo Publ., 2010.
[15] Ping-An G., Zi-Xing C., Ling-Li Y. Evolutionary computation approach to decentralized multirobot task allocation. International Conference on Natural Computation (ICNC), 2009, pp. 415–419.
[16] Назарова А.В., Рыжова Т.П. Методы и алгоритмы мультиагентного управления робототехнической системой. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 6. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-251
[17] Максимов А.А. Один подход к построению конечно-автоматной управляющей сети. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 6. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-244