Разработка и исследование алгоритмов управления многозвенными колесными мобильными роботами с применением методов искусственного интеллекта

Цель: создание интеллектуальной системы управления мобильным многозвенным колесным роботом для обеспечения его эффективного и безопасного функционирования в условиях недетериенированной окружающей среды. На основании уравнений движения, описывающих кинематику многозвенных колесных мобильных роботов, разработан алгоритм построения управления для реализации движения вдоль оптимальных траекторий. В частности, для однозвенного мобильного колесного робота разработан экспериментальный прототип, проведены эксперименты по апробации предложенного алгоритма.Дан анализ искусственных нейронных сетей, используемых для управления робототехническими системами. Предложена модель распределенной системы управления, включающей двухуровневую искусственную нейронную сети. Первый уровень системы, расположенной на борту мобильного робота, выполняет функции идентификации состояния робота и окружающих объектов, второй уровень (на удалении) обеспечивает формирование траектории движения мобильного робота с учетом взаимного положения его звеньев, целевых координат и возможного препятствия на пути движения. Разработана 3D-модель прототипа многозвенного мобильного колесного робота, состоящего из приводной платформы и нескольких прицепов ("автопоезд"). Создан натурный образец первого (приводного) звена, разработаны система управления и алгоритмы управления, обеспечивающие контроль и регулирование управляющих параметров (угловых скоростей вращения колес). Проведены первые эксперементы по апробации алгоритмов управления, реализующих движение вдоль оптимальных траекторий. Подготовлены программное обеспечение и система захвата движения для восстановления траектории движения мобильного робота и его ориентации. Разработана мультисенсорная информационно-измерительная система для многозвенного мобильного робота, состоящая из датчиков ориентации каждого звена, датчиков угловых скоростей управляемых колес, однолучевого лазерного сканера для определения препятствий окружающих мобильный робот в процессе его движения. Разработаны алгоритмы и программные модули для обработки информации с указанных датчиков.