Проектирование и использование оптимальных управляющих структур адаптивных мобильных роботов

УДК 621.865.8-182.3

Ю.В. Чернухин, М.В. Каданов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ СТРУКТУР АДАПТИВНЫХ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ

Бионический метод управления адаптивными мобильными роботами основан на восприятии внешней среды, формировании модели внешней среды, определении множества допустимых траекторий движения на нейросетевой структуре афферентного синтеза (САС) и принятии решения о направлении оптимального перемещения. Качество выбора оптимального маршрута зависит от размеров области дистантного восприятия внешней среды, а также степени её дискретизации. Чем выше степень дискретизации среды, тем выше качество определения оптимального маршрута. Однако, при этом требуется большее число процессорных элементов для реализации нейросетевой САС, отображающей модель внешней среды.

Предлагается алгоритм определения оптимального размера САС и размеров области дистантного восприятия внешней среды, который позволяет на этапе проектирования системы управления определить оптимальный размер нейросетевой САС и осуществлять оптимальное её использование в процессе движения мобильного робота.

Оптимальный размер САС, представляющей собой матрицу нейропроцессорных элементов, определяется на основе известных размеров мобильного робота и максимального размера области дистантного восприятия внешней среды. Оптимальное использование полученной САС осуществляется посредством выбора наиболее приемлемого в данных условиях размера области дистантного восприятия и определения размеров дискретных участков этой области, отображаемых соответствующими нейропроцессорными элементами структуры афферентного синтеза. Условиями выбора размера области дистантного восприятия являются относительное положение мобильного робота и целевого объекта и характер внешней среды.

Данный алгоритм позволяет проектировать структуру афферентного синтеза системы управления адаптивного мобильного робота с минимальными аппаратными затратами и заданной погрешностью определения оптимального маршрута перемещения.