Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СОЗДАНИЯ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО И ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППИРОВКОЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Область техники

Областью техники, к которой относится изобретение, является электронная техника и радиотехника.

Уровень техники

Уровень техники, с которым связано изобретение, характеризуется следующим:

В настоящее время разрабатываются мобильные робототехнические системы - группы (коллективы) мобильных роботов, совместно решающих общую задачу на основе стратегий централизованного и децентрализованного управления (централизованная единоначальная стратегия группового управления, централизованная иерархическая стратегия группового управления, децентрализованная коллективная стратегия группового управления, децентрализованная роевая стратегия группового управления и децентрализованная стайная стратегия группового управления).

Централизованные стратегии группового управления основаны на строгой иерархии управления, в которой основную роль играет центральный компьютер. Это обуславливает усложнение и перегрузку каналов связи, приводит к большому запаздыванию в управлении и уменьшению надежности робототехнических систем, так как отказ центрального компьютера выводит из строя систему в целом.

Децентрализованные стратегии группового управления, основанные на локальной обработке информации, автономном управлении каждым роботом и «горизонтальными» связями внутри системы, используются для увеличения надежности, быстродействия, эффективности и адаптивности робототехнических систем. Однако при возникновении отказов и конфликтных ситуаций, требуется координация всех локальных стратегий управления роботами.

Отмеченные обстоятельства определяют актуальность способа (базовой технологии) создания программно-аппаратных комплексов централизованной и децентрализованной стратегии управления группировкой разнородных робототехнических комплексов на основе разработки алгоритмов адаптации к изменениям обстановки групповых действий в реальном масштабе, являющихся по своей сути основной проблемой создания искусственного интеллекта в целом.

Способ (базовая технология) создания аппаратно-программного комплекса централизованного и децентрализованного управления группировкой робототехнических комплексов характеризуется тем, что при сохранении централизованной стратегии управления группировкой разнородных робототехнических комплексов в целом на децентрализованную стратегию управления группировкой автономность действий отдельного средства с предоставлением ему прав взаимодействовать с соседними средствами.

Раскрытие изобретения

Способ (базовая технология) создания аппаратно-программного комплекса централизованного и децентрализованного управления группировкой робототехнических комплексов, основанный на итерационной процедуре, включающей процессы централизованного управления, заключающиеся в оптимальном распределении заданий разнородным робототехническим средствам на основе известных методов максимального элемента или неопределенных множителей Лагранжа с доведением индивидуальных заданий до робототехнических средств посредством мультисервисной системой связи, и процессы децентрализованного управления робототехническими средствами на основе технологий мультиагентных систем с постоянным возобновлением итерационного цикла управления, обусловленного необходимостью перераспределения задач робототехническим средствам в связи с изменением обстановки или по установленному регламенту возобновления цикла централизованного управления.

1. Постановка задачи на боевое применение разнородного робототехнического комплекса от вышестоящего органа управления.

2. Сбор и анализ данных о предмете воздействия. Разработка сценариев и планирование применения группировки робототехнических комплексов.

3. Перевод подвижных динамических объектов робототехнического комплекса в исходное состояние. Ввод индивидуальных заданий робототехническим комплексам.

4. Движение группы подвижных объектов с распределенным алгоритмом (централизованного и децентрализованного) управления, обеспечивающим формирование заданной конфигурации группы. Выполнение задач по мониторингу обстановки и других специальных задач.

5. Анализ последствий, оценка эффективности применения. Совершенствование арсенала средств выполнения мониторинговых и специальных задач.

6. Анализ условий возобновления цикла централизованного управления.

7. Условия выполнены?

8. Завершение применения разнородного робототехнического комплекса.

Осуществление изобретения

Осуществление изобретения повышает качество (полноту, своевременность и достоверность) процессов адаптивного управления группировкой робототехнических комплексов за счет типизации процессов создания аппаратно-программных комплексов, реализующих итерационную процедуру группового управления, включающую:

выбор стратегии группового управления;

решение задачи планирования действий и целеуказания для каждого робота группировки;

решение задачи автономного движения роботов группировки в заданную точку или по заданному маршруту;

организацию информационного обмена между роботами, входящими в состав группировки, и между каждым роботом и центральным пунктом управления группировкой;

обработку информации, получаемой роботами в процессе их функционирования;

построение системы управления группировкой роботов в целом.

Отличительной особенностью технологи является реализация итерационной процедуры группового управления на основе процессов «жесткого» централизованного управления и «мягких» процедур децентрализованного управления на основе реализации технологий мультиагентного управления.

Технической основой реализации изобретения являются специальное программное обеспечение комплекса мониторинга и конфигурирования (СПО КМ), специальное программное обеспечение коммутируемой сети управления (СПО КСУ) и специального программного обеспечения алгоритмов децентрализованного управления (СПО АДУ).

СПО КМ обеспечивает:

- отображение интерпретированных данных от сервера конфигурирования и мониторинга на карте в виде условных обозначений;

- отображение загруженной карты, возможность постановки задачи с указанием геопозиции на карте;

- автоматическое определение модулей, которые участвуют в обработке. Автоматическое определение на каждом из модулей обработки:

- название и тип;

- отображение модулей по типам;

- ручное и автоматическое построение трактов обработки. Модули разных участников обработки в редакторе подсвечиваются своим цветом;

- для модулей, участвующих в тракте обработки, отправить команды: старт, стоп, а также реконфигурация;

- автоматическое определение состояния работы модулей и отображение цветом текущего состояния;

- конфигурирование и управление радиосредствами (услугами связи, предоставляемыми управляемым оборудованием), в том числе настройку трактов связи обмена информацией по внешним и внутренним информационным направлениям;

- индикацию текущего состояния управляемого оборудования;

- просмотр интерпретированных данных мониторинга управляемого оборудования на карте в виде условных обозначений и в виде файлов (вывод результатов мониторинга на автоматизированное рабочее место конфигурирования и мониторинга);

- просмотр журналов тревог и событий;

- адресную загрузку конфигураций, а для децентрализованной загрузки передачу команд на загрузку сохраненных ранее конфигураций из памяти ВМ и ОМ.

СПО КСУ представляет собой плоскую сеть, включающую в себя различные среды передачи данных (проводные и беспроводные соединения). Проводная часть сети управления построена на управляемых коммутаторах. Беспроводная часть сети построена на контроллере беспроводных сетей и точках доступа.

СПО АДУ построено на основе модуля Агент, который реализует алгоритмы децентрализованного управления на основе данных, получаемых от других робототехнических комплексов группировки.