42
Информационные технологии
«Молодой учёный» . № 30 (320) . Июль 2020 г.
Разработка прототипа мобильного робота для работы с системой интеллектуального управления Топорин Андрей Александрович, магистр Московский государственный технологический университет «Станкин»
Статья посвящена созданию прототипа мобильного робота для работы с интеллектуальной системой управления. В работе кратко приведено описание системы управления, с которой предстоит работать разрабатываемому прототипу. Рассмотрены основные комплектующие, составляющие прототип и их взаимодействие друг с другом. Представлен интерфейс взаимодействия ключевых компонентов прототипа друг с другом при помощи шины I2C и специальных символов. В заключении приведено исследование особенностей функционирования разработанного прототипа мобильного робота с интеллектуальной системой управления. Ключевые слова: мобильные роботы, интеллектуальная система управления, одноплатный компьютер, микроконтроллер, ультразвуковой датчик.
В
ведение. Задача о движении колесного робота относится к довольно сложному разделу теоретической механики, который посвящен исследованию движения систем абсолютно твердых тел с неголономными связями. Связи — это ограничения, накладываемые на координаты и скорости точек механической системы. С математической точки зрения связи выражаются дифференциальными уравнениями. В случае, когда эти дифференциальные уравнения не могут быть проинтегрированы и сведены к уравнениям только для координат точек системы, связь называется неголономной [1]. Неголономные механические системы используются тогда, когда накладываются определенные ограничения на скорость, но отсутствуют какие-либо ограничения на позицию. Проще говоря, локальное движение ограничено, однако, глобальное движение является неограниченным. В данной работе для исследования особенностей разработанной системы управления будем использовать подобный робот.
Краткое описание разработанной интеллектуальной системы управления движением автономного мобильного робота. Структура используемой системы управления [2] представлена на рисунке 1. Она состоит из ряда подсистем, часть которых построена на базе технологий искусственного интеллекта и методов выделения объектов на изображении. Система управления позволяет мобильному роботу работать в ручном и в автоматическом режиме. Автономность достигается за счет использования двух нечетких регуляторов, подсистемы распознавания фигур, а также информационно-измерительной подсистемы, включающей в себя три ультразвуковых датчика и веб-камеру, установленных на борту МР. Кроме того, система управления дает возможность реализовать голосовое управление роботом. Разработка и исследование прототипа мобильного робота. На рисунке 2 изображен неголономный двухколесный мобильный робот с дифференциальным приводом. Скорость
Рис. 1. Структура системы управления мобильным роботом
