5.6 Принципи побудови систем управління адаптивними роботами.

Системи управління адаптивними ПР мають ієрархічну структуру. Кожен рівень ієрархії знаходиться в підлеглому положенні по відношенню до вищестоящого рівня. Приймаючи і виконуючи команди і дані, що поступають від вищестоящого рівня, даний рівень в той же час є джерелом команд і даних для рівня того, що стоїть нижче. Для верхнього рівня ієрархії джерелом команд, як правило, є людина-оператор, що формує цілі на мові, прийнятій для цього рівня.

Багаторівнева ієрархічна організація системи управління адаптивними ПР багато в чому визначається ступенем адаптації робота. Крім того, число рівнів системи управління адаптивними ПР залежить від того, яким чином людина-оператор формує йому завдання. Якщо завдання для адаптивного ПР формується на проблемно-орієнтованій мові, те число рівнів буде тим більше, чим вище рівень мови. Функції, пов'язані з розбиттям задачі на підзадачі в цьому випадку бере на себе система управління адаптивного ПР. На рис. 5.6 показаний один з варіантів організації системи управління адаптивним ПР.

Розглянемо функції, які виконує кожен рівень ієрархії.

Рівень 6. Вхід: задача, сформульована людиною-оператором на деякій мові, доступній системі управління. Вихід: послідовність підзадач, які в сукупності вирішують сформульовану задачу. Функції: розбиття складної задачі на підзадачі. Інструментарій: тільки ЕОМ ( використовувані на цьому рівні методи – це методи теорії штучного інтелекту).

Рівень 5. Вхід: підзадача. Вихід: послідовність елементарних дій (макрооператорів), виконання яких забезпечує рішення задачі.

Функції: перетворення підзадачі в послідовність дій. Інструментарій: той же, що і на рівні 6.

Рівень 4. Вхід: елементарна дія. Вихід: послідовність елементарних операторів, що реалізовують цю дію. Функції: розширення макрооператора на елементарні операції. Інструментарій: тільки ЕОМ.

Рівень 3. Вхід: елементарні операції. Вихід: описувачі точок позиціонування або деякі команди чи дані, які управляють зовнішніми пристроями. Функції: трансляція (або інтерпретація) елементарного оператора.

Інструментарій: тільки ЕОМ.

Рівень 2. Вхід: описувач точок позиціонування. Вихід: управляючі сигнали на приводи рухомих зчленувань. Функції: декодування входу, можливе перетворення координат, побудова інтерполяційного багаточлена, генерація управляючих сигналів. Інструментарій: ЕОМ, хоча частина цих функцій може бути реалізована апаратно.

Рис.5.6 Рівні управління адаптивним ПР

Рівень 1. Вхід: управляючі сигнали на приводи рухомих зчленувань.

Вихід: зміна навколишнього середовища. Функції: фактичне виконання задачі, сформульованої на рівні 6. Інструментарій: мікро - ЕОМ або мікропроцесор, хоча це і не обов'язково.

Для адаптивного робота, що є надзвичайно складною системою, важливого значення набуває розробка способу обміну, контроллерів зв'язку і інтерфейсних блоків.

Як приклад розглянемо систему управління адаптивного ПР фірми “Хітачі” (Японія) (рис.5.7), Робот призначений для виконання операцій складання одночасно двома руками. Система технічного зору такого робота має дві телевізійні камери, а система управління – п’ять процесорів.

Рис.5.7 Структура системи управління адаптивним ПР фірми “Хітачі”

Разом вони виконують всі функції по узгодженому управлінню маніпуляторами і аналізу зорової інформації. Центральний процесор – 16-ти бітовий. Чотири других мікропроцесора виконують в основному арифметичні функції, забезпечуючи високу точність позиціонування ( не більше 2мкм).