Дистанционное управление наземными робототехническими комплексами в условиях действия временных задержек в каналах передачи информации

Дистанционное управление наземными робототехническими комплексами в условиях действия временных задержек в каналах передачи информации

Попов Дмитрий Сергеевич
Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), начальник конструкторского бюро, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)552-04-77, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-4575-9195

Материал поступил в редакцию 20 июля 2022 года.

Аннотация
Работа посвящена вопросам телеуправления наземными мобильными роботами. Рассматриваются задачи перемещения робота в неструктурированной среде по командам человека-оператора. Существенной проблемой, снижающей качество управления и часто приводящей к потере устойчивости, являются временные задержки, возникающие в информационных каналах комплекса. Для частичной компенсации негативного влияния временных задержек предложен подход, основанный на прогнозировании локальной цели движения, реального положения робота в момент формирования команд и модели оператора. Для проверки подхода было проведено компьютерное моделирование процесса управления роботом, выполненное на основе тренажёрного комплекса на платформе Unity. Оценивалось время выполнения задания, заключающегося в управлении движением робота по эталонной траектории, отображаемой на экране, и сходство записанной траектории с эталонной. Результаты экспериментов подтвердили положительное влияние предложенного способа компенсации на эффективность системы управления.

Ключевые слова
Экстремальная робототехника, мобильный робот, телеуправление, временные задержки.

Благодарности
Результаты получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России FNRG-2022-0026 1022031700007-3-2.2.2 №075-01623-22-03 «Исследование путей реализации адаптивной устойчивости наземного модульного реконфигурируемого робототехнического шасси легкого класса при движении в недетерминированной среде с различными полезными нагрузками».

DOI
10.31776/RTCJ.10306

Индекс УДК 
681.518.3:681.5.017

Библиографическое описание
Попов Д.С. Дистанционное управление наземными робототехническими комплексами в условиях действия временных задержек в каналах передачи информации / Д.С. Попов // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 10. - № 3. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2022. – С. 213-218. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Спасский Б.А. Телеуправление в экстремальной робототехнике / Б.А. Спасский // Робототехника и техническая кибернетика. – 2020. – Т.8. – №2. – С.101-111. – DOI: 10.31776/RTCJ.8202 (дата обращения: 10.06.2022). – Текст: электронный.
  2. Sanders D. Analysis of the effects of time delays on the teleoperation of a mobile robot in various modes of operation // Industrial Robot: An International Journal. – 2009. – Vol. 36. 6. – Pp. 570-584. – DOI: 10.1108/01439910910994641 (дата обращения: 12.07.2022). – Text: electronic.
  3. Slawinski E. Teleoperation of mobile robots with time-varying delay / Slawinski E., Mut V.A., Postigo J.F. // IEEE Transactions on Robotics. – 2007. – Vol. 23. – No. 5. – Pp. 1071-1082. – DOI: 10.1109/TRO.2007.906249 (дата обращения: 13.07.2022). – Text: electronic.
  4. Mobile robot teleoperation augmented with prediction and path-planning / Nieto J. [et al.] // IFAC Proceedings Volumes. – 2010. – Vol. 43. – No. 13. – Pp. 53-58. – DOI 10.3182/20100831-4-FR-2021.00011 (дата обращения: 11.07.2022). – Text: electronic.
  5. Toward safe and stable time-delayed mobile robot teleoperation through sampling-based path planning / Nieto J. [et al.] // Robotica. – 2012. – Vol. 30. – No. 3. – Pp. 351-361. – DOI: 10.1017/S0263574711000695 (дата обращения: 10.07.2022). – Text: electronic.
  6. Closed loop steering of unicycle like vehicles via Lyapunov techniques / Aicardi M. [et al.] // IEEE robotics & automation magazine. – 1995. – Vol. 2. – No. 1. – Pp. 27-35. – DOI: 10.1109/100.388294 (дата обращения: 18.06.2022). – Text: electronic.
  7. Пульты дистанционного управления мобильными робототехническими комплексами наземного базирования / Д.Р. Аюпова [и др.] // Экстремальная робототехника. – 2021. – Т. 1. – № 1. – С. 177-196. – Текст: непосредственный.
  8. A comparative analysis of trajectory similarity measures / Tao Y. [et al.] // GIScience & Remote Sensing. – 2021. – Vol. 58. – No. 5. – Pp. 643-669. – DOI: 10.1080/15481603.2021.1908927(дата обращения: 20.06.2022). – Text: electronic.

Полный текст статьи (pdf)