|
DOI: 10.14489/vkit.2024.07.pp.013-020
Ал-Хафаджи Исра М.
АБДАЛАМИР. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМИ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ
(c. 13-20)
Аннотация. Представлен научный обзор по системам управления автономными мобильными роботами (СУАМР). Эта сфера искусственного интеллекта находится на этапе активного развития. Главная цель статьи – более глубокое изучение системы управления автономными мобильными роботами. Методы и материалы, использованные в работе, представляют собой обобщение данных практических наблюдений за уже созданными роботами, результатов опросов, синтеза полученной информации и ее анализа путем дедукции, использования математических формул для моделирования. Результат работы представляет собой обоснование экономической эффективности использования СУАМР в различных сферах производства и жизнедеятельности общества. Несмотря на множественные пробелы и трудности в осуществлении расчетов, для более эффективной разработки СУАМР на данном этапе развития искусственного интеллекта налицо прогресс в обеспечении нужд общества робототехникой на уровне, необходимом для обеспечения быстроты и безопасности.
Ключевые слова: мобильный робот; искусственный интеллект; производство; системы управления; экономическая эффективность.
Al-Khafaji Israa M.
ABDALAMEER. DEVELOPMENT OF AUTONOMOUS MOBILE ROBOTS CONTROL SYSTEMS
(pp. 13-20)
Abstract. The development of an efficient control system for mobile autonomous robots is explored. It delineates key stages in this process, starting with the necessity of precise trajectory planning followed by the creation of a mathematical model for controlling the robotic device. Subsequently, the implementation of navigation algorithms in the management system is emphasized. The importance of conducting comprehensive error analysis to address discrepancies during robot movement is underscored. Post the primary phase of control system creation, evaluating the cost-effectiveness and ensuring workplace safety are deemed crucial management steps. Localization emerges as a pivotal factor enabling the robot's effective autonomous movement relative to its target position. This, in turn, aids in orienting the robot within its external environment. Spatial information acquisition is underscored through the significance of traffic planning, cartography and specialized robotics sensors. Furthermore, the article delves into proprioceptive sensors, detailing their components, such as optical and electrical conductor sensors operating via the Hall effect discovered in 1879. It provides a formula to accurately ascertain conductivity state, involving parameters like hole and electron concentration, electron and hole mobility and elementary charge. In essence, the control system parallels the human brain, requiring a recognition system, action planning and execution functions. Navigation is identified as a critical element facilitating the robot's movement in three-dimensional space. The article integrates technical intricacies about proprioceptive sensors, highlighting their pivotal role within robot control systems.
Keywords: Mobile robot; Artificial intelligence; Production; Control systems; Economic efficiency.
Ал-Хафаджи Исра М. Абдаламир (МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Al-Khafaji Israa M. Abdalameer (MIREA – Russian Technological University, Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / А. Н. Аверкин, И. З. Батыршин, А. Ф. Блишун и др. // под ред. Поспелова Д. А. М.: Наука, 2020.
2. Аксенов О. Ю. Обнаружение объектов на изображениях при изменяющихся условиях наблюдения // Цифровая обработка сигналов. 2019. № 2. С. 40–44.
3. Алпатов Б. А., Бабаян П. В. Методы обработки и анализа изображений в бортовых системах обнаружения и сопровождения объектов // Цифровая обработка сигналов. 2006. № 2. С. 45–51.
4. Андрюшкин А. А. Анализ, разработка и реализация математических методов и алгоритмов выделения движения на последовательности изображений: специальность 05.13.11: дис. … канд. техн. наук / Андрюшкин Александр Анатольевич; Московский государственный инженерно- физический институт (Технический университет). Москва, 2000.
5. Архангельский А. Я. Приемы программирования в C++Builder 6 и 2006. Механизмы Windows, Сети. М.: ООО «БИНОМ-Пресс», 2019
6. Бимаков Е. В., Бимаков В. А., Касимов Т. Р. Параллельная обработка n-мерных пиксельных геометрических моделей. Монография. Германия: LAMBERT Academic Publishing, 2019.
7. Бимаков В. А., Касимов Т. Р. Использование воксельных вычислителей для скоростного преобразования 2D- и 3D-изображений высокого разрешения // Информационные технологии. 2019. № 3. С. 42–47.
8. Бобровский С. Н., Гончаров С. Н. Навигация мобильных роботов // PC Week. 2020. № 9. С. 60–63.
9. Бурдаков С. Ф., Мирошник И. В., Стельмаков Р. Э. Системы управления движением колесных роботов. СПб.: Наука, 2019. 266 с.
10. Воронин С. И. Разработка алгоритма управления поведением мобильного робота с помощью методов нечеткой логики // «Экстремальная робототехника»: материалы IX Научно-технической конф. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. 412 с.
11. Гейтс Б. Механическое будущее // В мире науки. 2007. № 5. С. 36–43.
12. Герасимов В. Н. Алгоритм SLAM на основе корреляционной функции // «Экстремальная робототехника»: Сб. докладов всероссийской научно-технической конференции. СПб.: Политехника-сервис, 2020. С. 126–133.
13. Герасимов В. Н., Михайлов Б. Б. Решение задачи управления движением мобильного робота при наличии динамических препятствий // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Приборостроение. 2012. № 6. С. 83–92.
14. Головин В. Ф., Журавлев В. В. Управление медицинским роботом в условиях неопределенности // «Экстремальная робототехника»: материалы IX Научно-технической конф. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. 412 с.
15. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2020. 1104 с.
16. Градецкий В. Г., Вешников В. Б., Калиничеко С. В., Кравчук Л. Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М.: Наука, 2001. 359 с.
17. Девятериков Е. A. Алгоритм описания траектории мобильного робота по данным визуального одометра для автоматического возвращения к оператору // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2019. С. 705–715.
18. Зайцев Н. Л. Экономика промышленного предприятия. Практикум: учебное пособие. М.: ИНФРА-М, 2019. 192 с.
19. Каляев А. В., Чернухин Ю. В., Носков В. П., Каляев И. А. Однородные управляющие структуры адаптивных роботов. М.: Наука, 1990. 147 с.
20. Копылов Ю. В. Алгоритмическое и программное обеспечение адаптивной системы технического зрения для обнаружения подвижных объектов роботом: специальность 05.02.05: дис. … канд. техн. наук / Копылов Юрий Викторович; Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана. Москва, 1999. 16 с.
21. Костров Б. В., Ручкин В. Н., Фулин В. А. Искусственный интеллект и робототехника. М.: Диалог-МИФИ, 2020. 224 c.
22. Носков В. П., Рубцов И. В., Романов А. Ю. Системы технического зрения мобильных роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. № 8.
23. Пытьев Ю. П. Задачи морфологического анализа изображений // Математические методы исследования природных ресурсов Земли из Космоса. М.: Наука, 1984. С. 41–82.
24. Ющенко A. C. Маршрутизация движения мобильного робота в условиях неопределенности // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. № 1. С. 31–38.
1. D. A. (Ed.), Averkin A. N., Batyrshin I. Z., Blishun A. F. et al. (2020). Fuzzy sets in control and artificial intelligence models. Moscow: Nauka. [in Russian language]
2. Aksenov O. Yu. (2019). Detection of objects in images under changing observation conditions. Tsifrovaya obrabotka signalov, (2), 40 – 44. [in Russian language]
3. Alpatov B. A., Babayan P. V. (2006). Methods for processing and analyzing images in on-board systems for detecting and tracking objects. Tsifrovaya obrabotka signalov, (2), 45 – 51. [in Russian language]
4. Andryushkin A. A. (2000). Analysis, development and implementation of mathematical methods and algorithms for identifying motion in a sequence of images. Moscow: Moskovskiy gosudarstvenniy inzhenerno-fizicheskiy institut (Tekhnicheskiy universitet). [in Russian language]
5. Arhangel'skiy A. Ya. (2019). Programming techniques in C++Builder 6 and 2006. Windows mechanisms, Networks. Moscow: OOO «BINOM-Press».
6. Bimakov E. V., Bimakov V. A., Kasimov T. R. (2019). Parallel processing of n-dimensional pixel geometric models. Monograph. Germaniya: LAMBERT Academic Publishing. [in Russian language]
7. Bimakov V. A., Kasimov T. R. (2019). Using voxel computers to quickly transform high-resolution 2D and 3D images. Informatsionnye tekhnologii, (3), 42 – 47. [in Russian language]
8. Bobrovskiy S. N., Goncharov S. N. (2020). Mobile robot navigation. PC Week, (9), 60 – 63. [in Russian language]
9. Burdakov S. F., Miroshnik I. V., Stel'makov R. E. (2019). Motion control systems for wheeled robots. Saint Petersburg: Nauka. [in Russian language]
10. Voronin S. I. (1998). Development of an algorithm for controlling the behavior of a mobile robot using fuzzy logic methods. IX Scientific and Technical Conference “Extreme Robotics”: Conference materials. Saint Petersburg: Izdatel'stvo SPbGTU. [in Russian language]
11. Geyts B. (2007). Mechanical future. V mire nauki, (5), 36 – 43. [in Russian language]
12. Gerasimov V. N. (2020). SLAM algorithm based on correlation function. Extreme robotics: Collection of reports of the All-Russian scientific and technical conference 126 – 133. Saint Petersburg: «Politekhnika-servis». [in Russian language]
13. Gerasimov V. N., Mihaylov B. B. (2012). Solving the problem of controlling the movement of a mobile robot in the presence of dynamic obstacles. Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Priborostroenie, (6), 83 – 92. [in Russian language]
14. Golovin V. F., Zhuravlev V. V. (1998). Control of a medical robot under conditions of uncertainty. IX Scientific and Technical Conference “Extreme Robotics”: Conference materials. Saint Petersburg: Izdatel'stvo SPbGTU. [in Russian language]
15. Gonsales R., Vuds R. (2020). Digital image processing. Moscow: Tekhnosfera. [in Russian language]
16. Gradetskiy V. G., Veshnikov V. B., Kalinicheko S. V., Kravchuk L. N. (2001). Controlled movement of mobile robots on surfaces arbitrarily oriented in space. Moscow: Nauka. [in Russian language]
17. Devyaterikov E. A. (2019). An algorithm for describing the trajectory of a mobile robot based on visual odometer data for automatic return to the operator. Nauka i obrazovanie. MGTU im. N.E. Baumana, 705 – 715. [in Russian language]
18. Zaytsev N. L. (2019). Economics of an industrial enterprise. Workshop: textbook. Moscow: INFRA-M. [in Russian language]
19. Kalyaev A. V., Chernuhin Yu. V., Noskov V. P., Kalyaev I. A. (1990). Homogeneous control structures of adaptive robots. Moscow: Nauka. [in Russian language]
20. Kopylov Yu. V. (1999). Algorithmic and soft-ware of an adaptive technical vision system for detecting moving objects by a robot. Moscow. [in Russian language]
21. Kostrov B. V., Ruchkin V. N., Fulin V. A. (2020). Artificial intelligence and robotics. Moscow: Dialog-MIFI.
22. Noskov V. P., Rubtsov I. V., Romanov A. Yu. (2017). Technical vision systems for mobile robots. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, (8). [in Russian language]
23. Pyt'ev Yu. P. (1984). Problems of morphological image analysis. Mathematical methods for studying the natural resources of the Earth from Space, 41 – 82. Moscow: Nauka. [in Russian language]
24. Yushchenko A. C. (2004). Routing the movement of a mobile robot under conditions of uncertainty. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, (1), 31 – 38. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2024.07.pp.013-020
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2024.07.pp.013-020
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»