Система обеспечения автономного возвращения колёсного робота при потере связи с удаленным оператором

Abstract

Данная работа посвящена увеличению уровня автономности мобильных роботов в случаях потери связи с оператором, осуществляющим удаленное управление роботом. Актуальность данной задачи растет, поскольку мобильные роботы находят все больше применений в различных задачах. При работе в опасной для человека среде, например, во время поисково-спасательной операции, требуется надежный способ сохранить робота в случаях потери связи. Разрыв связи с роботом, который используется в недоступной для человека среде, означает потерю робота как функциональной единицы. Причиной возникновения подобных ситуаций становится несовершенство технологий связи, свойства окружающей среды или человеческий фактор. Данная проблема может возникнуть как при проводной, так и беспроводной связи между оператором и роботом. Поэтому робот должен обладать возможностью самостоятельно принимать решения в соответствии с поставленной задачей в случае потери прямого контроля со стороны оператора. Для этого робот должен иметь возможность обнаруживать потерю связи с оператором и возвращаться в начальную точку пути без вмешательства человека. В данной статье мы представляем разработанный алгоритм автоматического обнаружения разрыва сетевого соединения робота и алгоритм автономного возврата робота. В отличие от существующих решений, разработанный алгоритм не требует дополнительного оборудования или настройки программного обеспечения на стороне оператора. Алгоритм обнаружения разрыва сетевого соединения робота использует анализ TCP/IP пакетов, что делает его универсальным для роботов, управляемых по сетям Wi-Fi. Для автономного возвращения робота используются методы одновременной локализации и картографирования (SLAM) и алгоритмы планирования пути. В режиме автономного возвращения робот опирается на сенсорные данные, собранные во время движения под контролем телеоператора. Алгоритмы были интегрирован в систему управления реального колесного робота PMB-2 и протестированы в лабораторных условиях, что экспериментально подтвердило их эффективность и практическую применимость.