The Virtual Sensors for Intelligent Control of the Mobile Robot

Abstract

The completeness of situational awareness has an important significance for intelligent control of autonomous mobile robot when it is operated at dynamic environment. Usually the robot is equipped with some set of physical sensors for evaluating certain environmental properties. However, the information from physical devices only may not be enough at analyzing situations to select targeted robot actions. The technique of some virtual sensors implementations for estimations of possible mutual “robot — surrounding objects” states which necessary for path planning problem or planning the robot’s target positions are considered.

Мета статті — представлення підходів до реалізації декількох типів віртуальних сенсорів для оцінки взаємних положень МР і об’єктів оточення, які необхідні в задачах планування цілеспрямованих дій робота системою інтелектуального управління. Спираючись на оцінки віртуальних сенсорів можна обрати безпечні траєкторії руху або такі положення у просторі, що є допустимими та відповідають певним умовам. Методи. Представлені підходи спираються на використання просторових моделей об’єктів та моделювання сприйняття оточення бортовою відеокамерою МР. Геометричні моделі об’єктів базуються на представленні їх сукупностями опуклих багатогранників. Використовується рекурсивний алгоритм оцінки взаємних положень моделей об’єктів. Сприйняття оточення відеокамерою робота моделюється за правилами проективної геометрії. Результат. Запропоновані віртуальні сенсори використано як базові модулі алгоритмів оцінки взаємних положень робота і оточуючих об’єктів в програмних ресурсах системи інтелектуального управління діючим прототипом МР ERIC, що забезпечує можливість автономного виконання роботом складних завдань користувача у недетермінованому динамічному середовищі.

Цель статьи — представление подходов к реализации нескольких типов виртуальных сенсоров для оценки взаимных положений МР и объектов окружения, которые необходимы в задачах планирования целенаправленных действий робота системой интеллектуального управления. Опираясь на оценки виртуальных сенсоров можно выбрать безопасные траектории движения или такие положения в пространстве, которые являются допустимыми и соответствуют определенным условиям. Методы. Представленные подходы опираются на использование пространственных моделей объектов и моделирование восприятия окружения бортовой видеокамерой МР. Геометрические модели объектов базируются на представлении их совокупностями выпуклых многогранников. Используется рекурсивный алгоритм оценки взаимных положений моделей объектов. Восприятие окружения видеокамерой робота моделируется по правилам проективной геометрии Результат. Предложенные виртуальные сенсоры использованы как базовые модули алгоритмов оценки взаимных положений работа и окружающих объектов в программных ресурсах системы интеллектуального управления действующего прототипа МР ERIC, что обеспечивает возможность автономного выполнения роботом сложных задач пользователя в недетерминированной динамической среде.