ОПЫТ ПОСТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО ИНТЕРФЕЙСА ОПЕРАТОРА ДИСТАНЦИОННОГО И СУПЕРВИЗОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ РТС

В.Ф. Петров; О.В. Петров; А.И. Терентьев; С.Б. Симонов; Д.Н. Корольков

В.Ф. Петров Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт микроприборов и систем управления им. Л.Н. Преснухина
О.В. Петров Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт микроприборов и систем управления им. Л.Н. Преснухина
А.И. Терентьев Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт микроприборов и систем управления им. Л.Н. Преснухина
С.Б. Симонов Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт микроприборов и систем управления им. Л.Н. Преснухина
Д.Н. Корольков Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт микроприборов и систем управления им. Л.Н. Преснухина

Ключевые слова: Дистанционное управление, супервизорное управление, человеко-машинный интерфейс, реакция оператора, графический интерфейс, автоматизированное рабочее место, практическая реализация человеко-машинного интерфейса

Аннотация

При дистанционном и супервизорном управлении роботизированным средством опе-ратор является одним из ключевых звеньев контура управления. Для обеспечения эффек-тивного функционирования и устойчивости системы управления требуется создание удобного человеко-машинного интерфейса (ЧМИ) оператора. Основным принципом созда-ния ЧМИ является принцип снижения психофизической нагрузки на оператора, что обес-печивает повышение скорости и верности принятия им решений по управлению РТС. Рас-смотренные принципы построения ЧМИ базируются на законах Хика и Фиттса, а также учитывают правила построения интерфейсов, сформулированные Б. Шнейдерманом и Я. Нильсоном. Проведен анализ предложенных структурных схем построения графическо-го интерфейса операторов РТС, показаны варианты построения интерфейсов для ото-бражения различных типов информации – приборного, иммерсивного и т.д. Рассмотрены горизонтальные и вертикальные схемы расположения элементов ЧМИ, показаны преиму-щества применения таких схем. При планировании маршрута движения оператор работа-ет с электронной картой местности. В статье рассмотрены основные требования к отображению информации на такой карте. В качестве практического применения пред-ложенных идей, рассмотрены результаты создания автоматизированных рабочих мест операторов для дистанционно-управляемой бронированной машины разминирования и спе-циальной пожарной машины.

Литература

1. Архипкин А.В., Петров В.Ф., Корольков Д.Н. Пути построения высокоскоростной защи-щенной аппаратуры передачи данных для робототехнических комплексов различного назначения в условиях проводимой политики по импортозамещению // Тр. конференции "Основные направления создания робототехнических средств инженерного вооруже-ния", ФГБУ "ЦНИИИ ИВ", Нахабино, 2 ноября 2016 г.
2. Бархоткин В.А., Архипкин А.В., Петров В.Ф., Комченков В.И., Гурджи А.И., Соколов А.Л. Направления совершенствования робототехнических комплексов военного назна-чения в части увеличения помехозащищенности при работе в условиях радиоэлектрон-ного конфликта // Тр. XII Всероссийской научно-практической конференции "Перспек-тивные системы и задачи управления", Домбай, 3-7 апреля 2017 г. – С. 517-522.
3. Бакулин М.Г., Варукина Л.А., Крейнделин В.Б. Технология MIMO: принципы и алгорит-мы. – M.: Горячая линия – Телеком, 2014. – 242 с.
4. Виноградов А.Н., Петров О.В., Терентьев А.И., Кочетков М.П. Модель системы автома-тического управления движением гусеничного раоботизированного шасси с использо-ванием нейронных сетей // Наноиндустрия. Спецвыпуск. – 2017. – T. 74. – С. 179-180.
5. Kelly A. Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods. – Cambridge University Press, 2013. XIV. – 701 p.
6. Vinogradov А., Kochetkov М., Petrov V. Terentev A. Model of fuzzy regulator of mobile robot motion control system // Proceedings of the 2019 IEEE Conference of Russia Young Re-searchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2019. Moscow, Russia, 2019.
7. Tzafestas S.G., Tzafestas E.S. Human-machine interaction in intelligent robotic systems: a unifying consideration with implementation examples // Journal of intelligent and robotic sys-tems. – 2001. – No. 2. – P. 119-141.
8. Hick W.E. On the rate of gain of information // Quarterly Journal of Experimental Psychology. – March, 1952. – Vol. 4 (1). – P. 11-26.
9. Fitts P.M. The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement // Journal of Experimental Psychology. – June, 1954. – Vol. 47 (6). – P. 381-391.
10. Nielsen J. Usability Heuristics for User Interface Design. April 24, 1994.
11. Shneiderman, B., Plaisant, C., Cohen, M., Jacobs, S., and Elmqvist, N. Designing the User Interface: Strategies for Effective Human-Computer Interaction: Sixth Edition, Pearson May 2016.
12. Петров В.Ф., Симонов С.Б. Особенности программного обеспечения передачи видео-информации в системе дистанционного управления РТС // Искусственный интеллект. Интеллектуальные и многопроцессорные системы-2004. Материалы международной на-учной конференции. – Т. 2. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004. – С. 459-463.
13. Бабич В.С., Дударенок И.В., Дроздов И.В., Зизико В.Ю. Особенности применения геоин-формационных систем военного назначения // Геоинформационные системы военного назначения (теория и практика применения): Cб. тезисов докладов Республиканской на-учно-методической конференции 24 апреля 2014 г. / под общ. ред. В.А. Радевич. – Минск: БГУ, 2014. – C. 25-26.
14. Самардак А.С. Геоинформационные системы. – М.: ДВГУ, 2005. – 124 с.
15. Rodrigues A., Costa P., Lima J. (The K-Framed Quadtrees Approach for Path Planning Through a Known Environment / In: Ollero A., Sanfeliu A., Montano L., Lau N., Cardeira C. (eds) // ROBOT 2017: Third Iberian Robotics Conference. ROBOT 2017. Advances in Intelli-gent Systems and Computing. – 2018. – Vol. 693.
16. Park I.P., Kender J.R. Topological direction-giving and visual navigation in large environ-ments // Artificial intelligence. – 1995. – Vol. 1-2. – P. 355-395.
17. Yan F., Zhuang Y., Wang W. Mobile robot 3d map building and path planning based on multi-sensor data fusion // International journal of computer applications in technology. – 2012. – Vol. 4. – P. 276-283.
18. Цюй Дуньюэ. Разработка метода планирования траектории перемещения мобильного автономного робота в трехмерной среде на основе аппарата нечеткой логики // Инже-нерный вестник Дона. – 2015. – № 4.
19. Бархоткин В.А., Петров В.Ф., Симонов С.Б., Корольков Д.Н., Терентьев А.И., Петров О.В., Демьянов В.В. Электронный комплекс управления для роботизированной специ-альной пожарной машины // Известия вузов. Электроника. – М., 2015. – Т. 20, № 5. – C. 543-550. – ISSN 1561-5405.
20. Петров В.Ф., Симонов С.Б., Терентьев А.И. и др. Сетевая структура обработки инфор-мации в распределенных системах управления наземными робототехническими ком-плексами // Известия вузов. Электроника. – 2018. – Т. 23, № 4. – С. 389-398. – DOI: 10.24151/1561-5405-2018-23-4-389398.