Событийно-ориентированная модель управления потоками данных между встроенными устройствами наземного робототехнического средства

Событийно-ориентированная модель управления потоками данных между встроенными устройствами наземного робототехнического средства

Черских Екатерина Олеговна
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук» (СПб ФИЦ РАН), м.н.с., 199178, Санкт-Петербург, 14-я линия В.О., д. 39, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-4443-2281

Материал поступил в редакцию 31 мая 2023 года.

Аннотация
В данной работе рассматриваются способы извлечения значимых событий из потоков данных, формируемых исполнительными и сенсорными устройствами, встроенными в робототехнические средства. Разработана событийно-ориентированная модель управления потоками данных между встроенными устройствами наземного робототехнического средства с использованием базы знаний, хранящей информацию о встроенных устройствах и их конфигурациях. Для выделения значимых событий из потоков, генерируемых устройствами данных используются ограничения, описанные в конфигурациях устройств. Предложенная модель также учитывает возможные отказы устройств. Формируемые события инициируют выбор и запуск определенного процесса робототехническим средством, для описания которого применяется BPMN-нотация. Показаны результаты имитационного моделирования, которые подтверждают эффективность работы предложенной событийно-ориентированной модели, обеспечивающей сокращение объемов данных на 41,8%, обрабатываемых центральным вычислителем за счет распределения вычислений на промежуточные микроконтроллеры встроенных устройств.

Ключевые слова
Потоки данных, распределенные вычисления, события, база знаний, наземные роботы.

DOI
10.31776/RTCJ.11406

Индекс УДК 
004:004.896:007.52

Библиографическое описание

Черских, Е.О. Событийно-ориентированная модель управления потоками данных между встроенными устройствами наземного робототехнического средства / Е.О. Черских // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 11. - № 4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2023. – С. 292-302. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Method for estimating time of wireless transfer of energy resources between two robots / A.A. Erashov [et al.] // Informatics and Automation. – 2021. – Т. 20. – №. 6. – Pp. 1279-1306. – Text unmediated.
  2. Darintsev O.V. Analytical review of approaches to the distribution of tasks for mobile robot teams based on soft computing technologies / Darintsev O.V., Migranov A.B. // Informatics and Automation. – 2022. – Т. 21. – №. 4. – Pp. 729-757. DOI:10.15622/ia.21.4.4. – Text: electronic.
  3. Identification of neural network model of robot to solve the optimal control problem / Shmalko E.Y. // Informatics and Automation. – 2021. – Т. 20. – №. – Pp. 1254-1278. DOI:10.15622/ia.20.6.3. – Text: electronic.
  4. Yu J. Event dashboard: Capturing user-defined semantics events for event detection over real-time sensor data / Yu J., Taylor K. // SSN@ ISWC. – 2013. – Pp. 19-34. – Text: electronic.
  5. [5]. Semantic framework of event detection in emergency situations for smart buildings / Cardinale Y.[et al.] // Digital Communications and Networks. – 2022. – Т. 8. – №. 1. – Pp. 64-79. DOI: 10.1016/j.dcan.2021.06.005. – Text: electronic.
  6. Using ontologies for the online recognition of activities of daily living / Salguero A.G. // Sensors. – 2018. – Т. 18. – №. 4. – P. 1202. – Text: electronic.
  7. Smartontosensor: ontology for semantic interpretation of smartphone sensors data for context-aware applications / Ali S. // Journal of Sensors. – 2017. – Т. 2017. DOI: 10.1155/2017/8790198. – Text: electronic.
  8. Al-Osta M. Event driven and semantic based approach for data processing on IoT gateway devices / Al-Osta M., Bali A., Gherbi A. // Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing. – 2019. – Т. 10. – №. 12. – Pp. 4663-4678. DOI: 10.1007/s12652-018-0843-y. – Text: electronic.
  9. A universal complex event processing mechanism based on edge computing for internet of things real-time monitoring / Lan L. [et al.] // IEEE Access. – 2019. – Т. 7. – Pp. 101865-101878. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2930313. – Text: electronic.
  10. Lamberti R. Complex Event Processing as an Approach for real-time Analytics in industrial Environments / Lamberti R, Stojanovic L. // 2019 IEEE 17th International Conference on Industrial Informatics (INDIN). – IEEE, 2019. – Т. 1. – Pp. 220-225. – Text unmediated.
  11. Nocera F. An adaptive formal metamodel for semantic complex event processing-driven social internet of things network / Nocera F, Parchitelli A. // International Conference on Web Engineering. – Springer, Cham, 2017. – Pp. 7-18. DOI: 10.1007/978-3-319-74433-9_1. – Text: electronic.
  12. Yu B. Research and Application of Complex Event Processing Method Based on RDF Stream / Yu B, Wang H, Wang Q. // 2021 33rd Chinese Control and Decision Conference (CCDC). – IEEE, 2021. – Pp. 6303-6308. DOI: 10.1109/CCDC52312.2021.9602210. – Text: electronic.
  13. A query language for semantic complex event processing: Syntax, semantics and implementation / Gillani S. [et al.] // Semantic Web. – 2019. – Т. 10. – №. 1. – Pp. 53-93. DOI: 10.3233/SW-180313. – Text: electronic.
  14. Lakehal A. A semantic event based framework for complex situations modeling and identification in smart environments / Lakehal A, Alti A, Roose P. // International Journal of Advanced Computer Research. – 2019. – Т. 9. – №. 43. – Pp. 212-221. DOI:10.19101/IJACR.PID33. – Text: electronic.
  15. Taylor K. Ontology-driven complex event processing in heterogeneous sensor networks / Taylor K, Leidinger L. // Extended Semantic Web Conference. – Springer, Berlin, Heidelberg, 2011. – Pp. 285-299. DOI: 10.1007/978-3-642-21064-8_20. – Text: electronic.
  16. Angsuchotmetee C. MSSN-Onto: An ontology-based approach for flexible event processing in Multimedia Sensor Networks / Angsuchotmetee C, Chbeir R, Cardinale Y. // Future Generation Computer Systems. – 2020. – Т. 108. – Pp. 1140-1158. DOI: 10.1016/j.future.2018.01.044. – Text: electronic.
  17. Intelligent system for conference management automation / Kashevnik A.M. // Informatics and Automation. – 2010. – Т. 14. – Pp. 228-243. – Text: electronic.
  18. Bonte P. Subset reasoning for event-based systems / Bonte P, Ongenae F, De Turck F. // IEEE Access. – 2019. – Т. 7. – Pp. 107533-107549. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2932937. – Text: electronic.
  19. Towards ontology-based event processing / Tommasini R. [et al.] // OWL: Experiences and Directions–Reasoner Evaluation. – Springer, Cham, 2016. – Pp. 115-127. DOI: 10.1007/978-3-319-54627-8_9. – Text: electronic.
  20. Valtolina S. Ontology-based consistent specification of sensor data acquisition plans in cross-domain IoT platforms / Valtolina S, Ferrari L, Mesiti M. // IEEE Access. – 2019. – Т. 7. – Pp. 176141-176169. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2957855. – Text: electronic.
  21. Mazo M. Decentralized event-triggered control over wireless sensor/actuator networks / Mazo M, Tabuada P. // IEEE Transactions on Automatic Control. – 2011. – Т. 56. – №. 10. – Pp. 2456-2461. DOI: 10.1109/TAC.2011.2164036. – Text: electronic.
  22. Cherskikh E.O. Conceptual model of sensor system ontology with event information processing method // Sensory systems. – 2022. –T. 36. №. 2. – Pp. 123-134. DOI: 10.31857/S0235009222020020. – Text: electronic.
  23. Mueggler E. Event-based, 6-DOF pose tracking for high-speed maneuvers / Mueggler E, Huber B, Scaramuzza D. // 2014 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. – IEEE, 2014. – Pp. 2761-2768. DOI:10.1109/iros.2014.6942940. – Text: electronic.
  24. Бабкин Е.А. О синтезе событийных моделей дискретных систем // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. – 2006. – №. 1. – С. 112-128. – Текст: непосредственный.
  25. Бабкин Е.А. О формах представления имитационных событийных моделей дискретных систем / Е.А. Бабкин, В.В. Разиньков // Имитационное моделирование. Теория и практика. – 2013. – Т. 1. – С. 109. – Текст: непосредственный.

Полный текст статьи (pdf)