дію безпосередньо. Це може бути робота з вибухонебезпечними матеріалами, отруйними речовинами, пожежогасіння і багато інших завдань. У таких ситуаціях на допомогу людині приходять мобільні роботи для використання в надзвичайних ситуаціях.
МР має ряд сенсорів для сприйняття навколишнього його середовища, ряд виконавчих пристроїв (ефекторів) для впливу на середовище і систему управління, яка дозволяє роботу здійснювати цілеспрямовані і корисні дії малюнок 1.1.
Малюнок 1.1 - Базові елементи всіх роботизованих систем
МРІЧС використовує дистанційні датчики, датчики температури, датчики хімічних речовин, датчики радіації та ін. для сприйняття навколишнього його середовища, а також рухові пристрою як ефекторів для впливу на середовище малюнок 1.2.
Малюнок 1.2 - Замкнута кільцева система у взаємодії з навколишнім середовищем
У замкнутій кільцевій системі сенсори збуджують систему управління, в залежності від змін у навколишньому середовищі малюнок 1.2. В іншому випадку діє так звана зворотний зв'язок. Якщо система управління визначає дію, яка змінює середовище, сенсори підтверджують дана зміна, відправляючи інформацію про новий стан навколишнього середовища в систему управління [4].
Застосування МРІЧС дозволяє виключити загрозу здоров'ю і життю людини-оператора. Таким чином, актуальною є проблема створення мобільних роботів, що володіють здібностями до самостійного пересування і автоматичного виконання поставлених завдань. Важливу роль при цьому відіграє створення системи навігації, що дозволяє складати карту середовища, в якому функціонує МР, планувати маршрут, що веде до мети і обхід перешкод, що зустрічаються на шляху.
В даний час у більшості випадків управління роботом здійснює людина-оператор на рівні рухів, при цьому від людини вимагається безперервне спостереження за роботом і оперативне управління його діями. Такий підхід визначається нездатністю робота приймати самостійні рішення і має ряд недоліків. До них можна віднести необхідність організації та постійної підтримки каналу зв'язку з людиною-оператором (кабельний зв'язок або радіозв'язок), що істотно обмежує область застосування робота [5].
При виконанні технологічних операцій оператор, отримуючи від системи технічного зору інформацію про об'єкт і процесі виконуваних робіт, безперервно здійснює ручне управління виконавчими механізмами маніпулятора і транспортного засобу. Складний процес управління в поєднанні з характером виконуваних робіт, що потребують підвищеної уваги та обережності, призводить до швидкої стомлюваності оператора і, як наслідок, збільшення ймовірності помилкових дій. Крім того, людина не завжди може правильно оцінити обстановку за даними телеметрії і здійснити адекватне управління. Зазначених недоліків можна уникнути, якщо управління з боку людини-оператора буде проводитися не на рівні задання окремих рухів, а на рівні постановки мети. У цьому випадку робот повинен самостійно (або при мінімальній участі людини) виконувати поставлені завдання [6].
Років десять тому здавалося, що вирішити питання навігації роботів буде нескладно. Уявлялося, що досить розпізнати зображення, пізнати задані об'єкти, виміряти до них відстань - і задача вирішена.
Перші системи забезпечення навігації роботів створювалися на основі скануючих датчиків, в тому числі телебачення, локаційних і стереодальномером. Спеціальна обчислювальна схема робота в кінцевому підсумку зводила електричні сигнали до аналогів різних перешкод і робила висновок про доцільність того чи іншого руху. Стандартними ознаками перешкод, сприйманих роботом, стали стіна, навіс, яма - обрив, нахил, небезпека для далекоміра та інші спрощені або укрупнення деталі сцени. Зазвичай завдання технічного зору робота при навігації розбивають на три рівні, відповідних дальній, середній і ближньої навігації.
Система дальньої навігації призначена для планування основного маршруту руху робота. Головною функцією машинного зору при цьому є розпізнавання орієнтирів. Оптико-електронна схема, що забезпечує рішення даної задачі, складається з об'єктива зі змінною фокусною відстанню (трансфокатора), електронного блоку, керуючого камерою, механізму, що реалізує нахил або поворот камери, а також системи розпізнавання орієнтира. Вхідні сигнали визначаються грубою картою видимості, візуальними моделями орієнтирів, картою місцевості і описом завдання. Уявлення про зовнішнє середовище базуються на мапі областей видимості (прохідності робота), місцезнаходження робота, послідовності розташування областей, через які проходить маршрут руху.
Система проміжної (середньої) навігації містить карту, яка є підмножиною карти системи дальньої навігації з більш детальним зміст...
