Статья

Название статьи ТЕХНОЛОГИЯ МНОГООПЕРАТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ
Автор В.П. Андреев, К.Б. Кирсанов
Рубрика РАЗДЕЛ I. ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ
Месяц, год 10, 2015
Индекс УДК 004.771
DOI
Аннотация Приведены результаты исследований, направленных на создание программно-аппаратного комплекса, позволяющего осуществлять полнофункциональное географически распределённое супервизорное управление группой робототехнических систем (включая мобильные роботы) через каналы Интернет. Термин «многооператорное» означает, что робототехнические устройства, входящие в группировку, могут управляться одновременно несколькими операторами, находящимися на географически удалённых территориях. Под полнофункциональным управлением понимается возможность с пульта оператора через Интернет управлять всеми разрешёнными функциями роботизированных систем. Для обеспечения данного функционала разработанный программно-аппаратный комплекс удовлетворяет следующим требованиям: а) децентрализованное управление сетевой структурой комплекса и её автоматическая online реконфигурируемость; б) возможность включения в структуру управления робототехнических систем различных моделей и производителей без переработки их низкоуровневого программного кода; в) возможность дистанционного (через Интернет) динамического перепрограммирования всех вычислительных устройств, включая бортовые вычислительные устройства мобильных роботов и микропроцессоры; г) защита от несанкционированного доступа; д) возможность оператору дистанционно (через Интернет) в реальном масштабе времени (с минимальными задержками) зрительно наблюдать за выполнением команд; е) устойчивость к нарушениям связи. Использована иерархическая структура организации управления группой робототехнических систем и мехатронных устройств, основанная на сетевых решениях, через объединение их информационно-измерительных и управляющих систем в локальную вычислительную сеть с мобильными узлами. Описана техническая реализация пилотного проекта программно-аппаратного комплекса на примере создания действующей Интернет-лаборатории, посредством которой реализовано полнофункциональное управление учебными роботами АМУР (МЛ «Сенсорика») и Robotino (Festo), расположенными в роботариях МГТУ «СТАНКИН» и Центра технологической поддержки образования РГГУ.

Скачать в PDF

Ключевые слова Территориально-распределённое управление; супервизорное управление; групповое управление; информационно-измерительная и управляющая система; сетевые технологии; локальная вычислительная сеть; робототехнический комплекс; мобильный робот; мехатронное устройство.
Библиографический список 1. Emmerich W., Aoyama M., Sventek J. The impact of research on the development of middle-ware technology // ACM Transactions on Software Engineering and Methodology. – N. Y.: ACM, 2008. – Vol. 17, No. 4. – P. 19-48.
2. Liangzhao Z., Benatallah B., Anne HH Ngu, Dumas M., Kalagnanam J., and Chang H. Qosaware middleware for web services composition // Software Engineering, IEEE Transactions on 30. – 2004. – No. 5. – Р. 311-327.
3. ROS. URL: http://www.ros.org (дата обращения: 17.09.2015).
4. Microsoft Robotics Developer Studio 4. URL: http://www.microsoft.com/en-
us/download/details.aspx?id=29081 (дата обращения: 17.09.2015).
5. Gerkey B., Vaughan R., and Howard A. The Player/Stage Project: Tools for Multi-Robot and Distributed Sensor Systems // Proceedings of the International Conference on Advanced Robotics. – 2003. – P. 317-323.
6. Baillie Jean-Christophe. URBI: Towards a universal robotic low-level programming language // In Intelligent Robots and Systems, 2005 (IROS 2005). 2005 IEEE/RSJ International Conference on, IEEE. – 2005. – P. 820-825.
7. Xiaohong Q., Geoffrey C. Fox, Huapeng Yuan, Seung-Hee Bae, George Chrysanthakopoulos, and Henrik Frystyk Nielsen. High performance multi-paradigm messaging runtime integrating grids and multicore systems // In e-Science and Grid Computing, IEEE International Conference on, IEEE. – 2007. – P. 407-414.
8. Niemeyer, G., Slotine J-J.E. Telemanipulation with time delays // Int. Journal of Robotics Research. – September 2004. – No. 23 (9). – P. 873-890.
9. Artigas J., Jee-Hwan R., Preusche C. and Hirzinger G. Network representation and passivity of delayed teleoperation systems // Intelligent Robots and Systems (IROS), 2011 IEEE/RSJ International Conference on 25-30 Sept. – 2011. – P. 177-183.
10. Pryanichnikov V., Andreev V. The Application of Network Technologies to Constructing Group Controlled Systems with Machine Vision for Mobile Robots // Annals of DAAAM for 2012& Proceedings of the 23th International DAAAM Symposium, 24-27th October 2012 Zadar, Croatia, ISSN 2304-1382. – 2012. – Vol. 23, No. 1. – P.1167-1174.
11. Andreev V.P., Kirsanov K.B., Pletenev P.F., Poduraev Yu.V., Pryanichnikov V.E., Prysev E.A. Technology Supervisory Control for Mechatronic Devices via the Internet // 25th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation, DAAM 2014. Procedia Engineering, 2015. – Vol. 100. – P. 33-40.
12. Andreev V., Pryanichnikov V., Poduraev Y., Kuvshinov S. Education on the basis of virtual learning robotics laboratory and group-controlled robots // 24th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation, DAAM 2013. Procedia Engineering. – 2014. – Vol. 69. – P. 3 5-40.
13. Carl H., Bishop P., Steiger R. A universal modular actor formalism for artificial intelligence // In Proceedings of the 3rd international joint conference on Artificial intelligence. Morgan Kaufmann Publishers Inc., 1973. – P. 235-245.
14. Hintjens Pieter. ZeroMQ // Messaging for Many Applications, O'Reilly Media, Inc., 2013.
15. Kirsanov K. The Architecture of Robotics Control Software for Heterogeneous Mobile Robots Network // 24th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation, DAAM 2013. Procedia Engineering. – 2014. – Vol. 69. – P. 216-221.
16. Fernando Pйrez, Brian E. Granger. IPython: A System for Interactive Scientific Computing // Computing in Science and Engineering. – May/June 2007. – Vol. 9, No. 3. – P. 21-29.
17. ШMQ Licensing. URL: http://zeromq.org/area:licensing (дата обращения: 17.09.2015).
18. GNU lesser general public license. Version 3, 29 June 2007. URL:
http://www.gnu.org/licenses/lgpl.html (дата обращения: 17.09.2015).
19. Каталинич Б., Пряничников В.Е., Цезарик П., Кеттлер Р. Сценарии и программы бионических сборочных систем, моделируемых с использованием роботов «АМУР» // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2013. – Т. 11, № 4. – С. 34-43.
20. Katalinic B., Kukushkin I., & Haskovic D. Bionic Assembly System Cloud: Functions, Information Flow and Behavior // In 9th International Conference of DAAAM Baltic, Industrial Engineering, 2014. – P. 103-108.

Comments are closed.