Maszyna mobilna- (jeżdżąca, krocząca, latająca…) wyposażona we własne: źródło zasilania, komputer pokładowy, czujnik stanu wew.,czujnik stanu otocz. Robot, który przenosi wszystkie środki niezbędne do jego kontroli i ruchu (ukł. zasilania, sterowania, napędu). Systemy te mogą być: autonomiczne – bez udziału człowieka, pół-autonomiczne – na operatorze w mniejszym lub większym stopniu spoczywa ciężar podejmowania decyzji o ruchu maszyny.
Systemy sterowania- wykonują: planowanie trajektorii- automatyczne generowanie ciągu kolejnych pkt docelowych w przestrzeni pracy AVG, uwzględniając ograniczenie(przeszkody), kontrolowanie ruchu- sterowanie uniemożliwiające kolizję pojazdu podczas wykonywania zadania. Wyróżnia się sterowanie: zcentralizowane- sterowaniem pojazdami zajmuje się nadrzędny komputer, zdecentralizowane- każdy pojazd podejmuje decyzje o swoim ruchu.
Nawigacja:
przewodowa-(wire guidance) w podłodze umieszczony jest przewód, który podłączony jest sygnał o dużej częstotliwości i niewielkiej wartości napięcia, pojazd posiada czujnik wykrywający ten sygnał,
laserowa- (laser navigation system) na pokładzie pojazdu znajduje się czujnik, który obraca się o 360, generuje wiązkę a odbita od przeszkód wiązka zostaje zarejestrowana przez ukł. odbiorczy,
inercyjna- (interial navigation) na pokładzie pojazdu AGV zamontowany jest żyroskop, określający kierunek ruchu, sterowanie odbywa się na podstawie inf. Z żyroskopu oraz odonometrii,
magnetyczna- (magnet quidance) w podłodze zamontowane są magnesy wykrywane przez czujnik znajdujący się w pojeżdzie,
transponderowa- (transonder guidance) na powierzchni ruchu umieszczane są transpondery, pojazd posiada czujnik komunikujący się z transponderami,
GPS- (map following) aktualne położenie określane jest w oparciu o pomiar czasu opóźnień sygnałów z satelitów.
Wykrywanie i omijanie:
cz. Indukcyjny- rejestruje zmiany parametrów magnetycznych przy zbliżeniu do obiektu, tylko do przeszkód metalowych,
cz. Ultradźwiękowy- nadaje sygnał, który po odbiciu powraca do odbiornika, na tej podstawie dokonywany jest pomiar odległości, zj. Dopllera – określenie kierunku ruchu,
cz. Laser- emituje wiązkę promieniowania o określonej fazie oraz wychwytuje sygnał odbity, na tej podstawie obl. jest odległość,
cz. Fotometryczny- jest to sprzężona optycznie para elementów, źródło i fotodetektor, w którym sprzężenie odbywa się przez odbicie od przedmiotu,
cz. Telewizyjne- zbudowane z kamer z matrycami CCD, w których następuje przetworzenie obrazu, pozwalając na wyodrębnienie poszczególnych obiektów,
cz. Dotyku- najprostsze czujniki zbliżeniowe o niewielkim zasięgu, działają dopiero po zetknięciu fizycznym.
Sterowanie przez operatora: System sterowania musi umożliwić operatorowi kontrolę nad pojazdem np. w przypadku kolizji lub wykonywania czynności niebezpiecznych. Sterowanie na odl.:
Sterowanie na odległość- operator przejmuje sterowanie pojazdem od systemu sterowania znajdującym się na pokładzie pojazdu i steruje on przez cały czas pracy. Stosowany w środowisku niebezpiecznym oraz zastosowaniach militarnych,
Sterowanie na żądanie- tylko w wybranych chwilach czasu operator steruje pojazdem. Stosowany gdy podczas ruchu występują sytuacje niebezpieczne.
Sterowanie autonomiczne: Problemy klasycznych metod sterowania:
problem obliczalności- istnieją w przyrodzie procesy niemodelowalne,
ograniczona racjonalność: możliwość utrzymania zachowania racjonalnego są ograniczone ze względu na: przetwarzanie danych, ograniczone możliwości pozyskania danych o stanie otoczenia, ograniczoną wiedzę o regułach postępowania w danej sytuacji, ograniczone możliwości realizacji komend sterowania,
architektura hierarchiczna- występują problemy sterowania w dynamicznie zmiennym otoczeniu,
sterowanie rzeczywistych obiektów- klasyczne systemy nie sprawdzają się m. in. z zbyt dużych uproszczeń w modelowaniu świata lub zaniedbywaniu pozornie mało istotnych zjawisk.
Optymalizacja trasy- opracowanie algorytmu ustalającego optymalną trasę przejazdu pomiędzy poszczególnymi stanowiskami.
Sposoby sterowania:
Przewody:
-przewody ukryte w podłodze
-generator częstotliwości
-anteny
-ukł. sterowania podążający za wybranym sygnałem
Lasery:
-skaner laserowy
-lustra
-układ sterowania wykorzystujący algorytm triangulacyjny
Kamery:
-kamery
-oprogramowanie przekształcające obraz na model otoczenia
Odblaski:
-taśma ze znacznikiem
-źródło światła
-czujnik światła
-oprogramowanie podążające za odbitą wiąską światła
-drogomierz
Magnesy
Problemy komiwojażera: - ustalenie takiej trasy przejazdu między pkt. aby koszt był najmniejszy, warunkiem jest odwiedzenie wszystkich pkt dokładnie raz. – metody stosowane przy rozwiązywaniu tego problemu dzielą się na dokładne i przybliżone, ze względu na mniejsze wymagania sprzętowe i krótszy czas obliczeń stosuje się metody przybliżone
Metody optymalizacji trasy:
-konstrukcyjne- równoległe tworzenie kursów przez tzw. włączenie dróg (np. metoda Eliminacji Największych Strat - ENS)
-dekompozycyjne- określenie najpierw rejonów, a później dostaw (lub odwrotnie) (np. procedura Bazy Fikcyjnej i Wymiany Odcinków Trasy - BF-WOT)
-aproksymacyjne- rozszerzenie lub zawężanie zbioru rozwiązań dopuszczalnych w sposób ułatwiający znalezienie rozwiązania optymalnego
-lokalnej optymalizacji- próby poprawy danego rozwiązania dopuszczalnego poprzez zmianę kolejności działania i zmianę przydziału do bazy ograniczonej liczby odbiorców
-podziału i ograniczeń- algorytm Litte’a-Murty-Sweeney’a-Karela
Generowanie bezkolizyjnych tras-stworzenie programu generującego, przy wykorzystaniu metody grafowej, najkrótszych i jednocześnie bezkolizyjnych ścieżek łączących dwa pkt. zlokalizowane na terenie lab. CIM przy wykorzystaniu mobilnych platform transportowych.
Metody opisu sceny roboczej: -z reprezentacją graficzną (B.J.Kuipers’a i t.S.Levit’a), -z reprezentacją numeryczną: 1.model wektorowy 2.model rastrowy.
Tw. modelu rastrowego: 1.Mapa otoczenia 2.Pokrycie siatką rastrów 3.Oznaczenie przeszkód 4.Binarny obraz terenu
Tw. mapy otoczenia: 1.Plan laboratorium 2.Powiększenie i aproksymacja przeszkód 3.Mapa obszarów dostępnych i zabronionych
Metody planowania bezkolizyjnej ścieżki:
-potencjałowa- jednostka mobilna ma ten sam potencjał co zajęte rastry i przeciwny do pkt. celu. Obszary dostępne posiadają określoną przewodność
-dyfuzyjna- pkt. startu emituje energię, która jest tłumiona przez przebyte rastry. Przeszkody tłumią energię do zera.
-regułowa- mapa zapisana jest jako zbiór stanów robota. Z każdym stanem związany jest zbiór reguł, który umożliwia podjęcie odpowiedniej akcji.
-grafowa
Metoda grafowa:
-wskazanie startu i celu
-zapisanie rastra startowego na liście zamkniętej
-sprawdzenie przylegających rastrów: (dostępność, koszt, raster nadrzędny)
-obliczanie kosztu: (koszt przebytej drogi, koszt przebycia następnego rastra, przypuszczalny koszt dotarcia do celu)
-przeniesienie rastra z listy otwartej na zamkniętą
-sprawdzenie kolejnych rastrów o najniższych kosztach
-wyznaczenie ścieżki
Program: okno programu, działanie programu, symulacje: typowe ścieżki, wybrane ścieżki
Wnioski i propozycje:
-połączenia: -programu generującego ścieżki na podstawie mapy terenu, -dynamicznej analizy otoczenia(odczytów z sensorów robota)
-improwizacja symulacji z analizą dynamiczną – zasięg czujników 4 rastry
Model. działań w sterowaniu wieloagentowym podsyst. transpor. w syst. wytwarz.: cele: określenie…
1.Zasymulowanie i zweryfikowanie działania zdecentralizowanego systemu wieloagentowego:
-poziomu indywidualizmu oraz autonomii pojedynczego pojazdu w syst. wieloagentowym
-najefektywniejszego sposobu nawigacji pojedynczego pojazdu AGV współpracującego z innymi pojazdami (poruszanie się wzdłuż linii lub dozwolona cała przestrzeń robocza)
-sposobu oraz poziomu współpracy agentów w systemie
-sposobu komunikowania się pomiędzy agentami w systemie
-odporności na zaburzenia (uszkodzenia AVG lub jednej/wielu z maszyn)
2.Zasymulowanie i zweryfikowanie procesu podejmowania decyzji przez operatora
-przeanalizowanie procesu podejmowania decyzji przez operatora
-przetestowanie zaproponowanego modelu człowieka operatora
-określenie skuteczności działania modelu operatora
Podstawowe architektury syst. sterowania wytwarzaniem:
-scentralizowana- najważniejszą rolę odgrywa nadzorca posiadający pełne możliwości decyzyjne oraz możliwość bezpośredniego sterowania elementami wykonawczymi
-hierarchiczna- oparta na ustopniowanym układzie składowych na zasadzie podporządkowania i wzajemnej zależności niższych warstw od wyższych
-hybrydowa- oparta na samodzielnie podejmujących decyzje obiektach, jednocześnie zdolnych do współdziałania z innymi obiektami, w systemie występują decydenci, którzy nadzorują proces sterowania
-rozproszona- oparta na całkowicie autonomicznych obiektach, które podejmują decyzje, a następnie je realizują w oparciu o mechanizm wzajemnej negocjacji i koordynacji
Wymagania stawiane nowoczesnym syst. wytwarzania: integracja przedsiębiorstwa, rozproszona organizacja, różnorodne otoczenie, interoperacyjność, otwarta i dynamiczna struktura, kooperacja, współpraca ludzi z systemem, elastyczność, skalowalność, tolerowanie uszkodzeń
Nowe koncepcje syst. wytwarzania:
-inspirowane biologicznie- oparte na wzajemnych powiązaniach, wzorowanych na relacjach występ. w przyrodzie między zwierzętami tego samego gatunku
-fraktalne- wykorzystują matematyczną teorię fraktali i teorię chaosu do opisu dynamicznych struktur złożonych z autonomicznych jednostek organizacyjnych
-holoniczne- oparte na wielopoziomowej hierarchii przejawiającej się odziałem syst. na podsyst., które podlegają dalszemu podziałowi na podsyst. niższego rzędu. Elementy takiego syst. nazwane holonami, posiadają autonomiczne oraz zdolność do współpracy
-agentowe- oparte na współpracy pomiędzy obiektami zwanymi agentami, posiadającymi następujące cechy: autonomie, zdolność do zachowań społecznych, reaktywność, poaktywność
Cechy agenta:
-autonomia – agent może działać samodzielnie bez udziału człowieka oraz innych agentów, a także ma zdolność kontrolowania swoich działań i swojego stanu
-zdolność do zachowań społecznych – możliwość współdziałania z innymi agentami, w tym także ludźmi, zdolność do samoorganizacji, łączenia się w grupy itp.
-reaktywność – postrzeganie zmian zachodzących w otaczającym agenta środowisku i reagowanie w odpowiednim czasie na te zamiany
-proaktywność – podejmowanie inicjatywy w celu dokonania zmian w otaczającym agenta środowisku.
Cechy systemów wieloagentowych:
-zapewnienie odporności i efektywności działania systemu
-współpraca, wykorzystanie i łączenie z już istniejącymi systemami
-możliwość rozwiązywania problemów, w których dane, ekspertyza czy sterowanie jest rozproszone.
WSPÓŁISTNIENIE AGENTÓW W GRUPIE:
Typowe przykłady wzorców interakcji to:
-kooperacja- współpraca w celu osiągnięcia wspólnego celu
-koordynacja- organizacja współpracy, w celu uniknięcia zbędnych konfliktów, z wykorzystaniem wszelkich potencjalnych możliwości konstruktywnego współdziałania
-negocjacja- próba osiągnięcia porozumienia akceptowalnego przez wszystkie zainteresowane strony w przypadku zaistnienia konfliktu
...
bobex10