Мультиагентная робототехническая система

Мультиагентная робототехническая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к робототехнике, а именно к робототехническим комплексам, предназначенным для дистанционной работы в труднодоступных и опасных для присутствия человека местах, в различных природных средах: наземной, воздушной, надводной и подводной.

Функциональное назначение таких систем - разведка территории, мониторинг потенциально опасных объектов, обезвреживание/уничтожение этих объектов путем эвакуации, дезактивации или ликвидации, затруднение выполнения задач аналогичными средствами противника и т.п.

Мультиагентная робототехническая система в данном случае предполагает наличие группы взаимосвязанных наземных, воздушных, надводных и подводных мобильных роботов с разнообразным оборудованием, на которых смонтированы системы дистанционной связи с пультом управления и бортовая аппаратура, которая включает контроллер управления бортовой аппаратурой, блоки систем постановки помех, систем обнаружения радиолокационного, инфракрасного и видимого диапазонов, навигационных приемников, передатчика навигационных сигналов, систем опознавания «свой - чужой», командной радиолинии управления, приемопередатчиков сигналов связи, инерциальной системы навигации, сенсоров, контроллера управления движением и шасси применительно к среде эксплуатации роботов.

Известен беспилотный робототехнический комплекс дистанционного мониторинга и блокирования потенциально опасных объектов воздушными роботами (см. 1. Патент РФ на изобретение №2353891, М. кл. F41H 13/00, опубл. 27.04.2009), оснащенный интегрированной системой поддержки принятия решений по обеспечению требуемой эффективности применения роботов, содержащий взаимосвязанные автоматизированную транспортно-пусковую установку, автоматизированный пункт дистанционного управления и по крайней мере три одновременно применяемых в качестве воздушных роботов малогабаритных беспилотных летательных аппарата (БПЛА), при этом радиоэлектронное оборудование комплекса включает вычислители, автоматизированные рабочие места операторов, блоки интеллектуальной поддержки операторов, отображения информации, ввода-вывода данных, памяти, интеллектуального анализа данных, навигационного обеспечения, наведения, автопилоты, радиоприемники, радиопередатчики, приемники спутниковой системы определения местоположения, измерители угловых параметров полета, датчики развединформации, портативные передатчики радиопомех, микропроцессорные модули обработки данных и управления, интегрированные модули информационного взаимодействия, модули интеллектуального анализа данных, устройство информационно-технического сопряжения.

Однако этот комплекс не может осуществлять мониторинг с воздуха объектов, расположенных в труднодоступных районах на земной поверхности.

Известен мобильный робототехнический комплекс (см. 2. Патент РФ на изобретение №2364500, М. кл. B25J 5/00, опубл. 20.08.2009), который включает мобильный робот, пост дистанционного управления, комплект дополнительного оборудования, причем мобильный робот представляет собой самоходное транспортное средство (шасси) с электроприводным движителем и бортовыми источниками питания, на котором смонтированы система дистанционной связи с постом дистанционного управления и бортовая телевизионная система, которая включает отдельные видеоблоки, расположенные на звеньях многостепенного манипулятора и на корпусе транспортного средства (шасси), причем каждый видеоблок содержит видеокамеру, заключенную в защитный кожух с источниками подсветки, а по меньшей мере один из видеоблоков, выполняющий обзорные функции, расположен на рабочем органе привода индивидуального наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом на транспортном средстве (шасси) укреплены манипулятор с захватным устройством и его приводы, система сигнализации, разъемы для подключения бортового, сервисного оборудования и зарядного устройства, бортовая система диагностики с бортовыми пультами управления и устройствами индикации, при этом он дополнительно снабжен выносной системой видеонаблюдения, мобильный робот дополнительно включает устройство доставки выносной системы видеонаблюдения в заданную точку местности и ее оперативного развертывания, а комплект дополнительного оборудования - раздвижную телескопическую штангу-удлинитель, с узлом вертикального крепления ее в кормовой части транспортного средства мобильного робота на одном конце и узлом крепления привода наведения видеоблока, выполняющего обзорные функции, на другом конце.

Однако данная система имеет ограничения в применении при пропадании связи между пунктом управления и роботом, а также возникают сложности при организации одновременного мониторинга больших площадей, особенно при наличии препятствий, поскольку, как следует из описания, мобильный робототехнический комплекс не предусматривает одновременного взаимодействия нескольких устройств.

Известен подводный робототехнический комплекс (см. 3. Патент РФ на изобретение №2446983, М. кл. B63G 8/00, опубл. 10.04.2012), который содержит носитель оборудования, движительно-рулевую систему, систему энергообеспечения, навигационную систему, систему средств обнаружения, систему средств связи, балластно-уравнительную систему, вычислительную бортовую систему, судовой/береговой блок управления, информационно-измерительную систему, блок системы управления и опциональный механический манипулятор, при этом носитель оборудования выполнен в виде полой платформы, движительно-рулевая система содержит по меньшей мере один движитель, закрепленный на платформе, система энергообеспечения представляет собой распределительное устройство, расположенное в полости платформы и подключенное с одной стороны к сети электрических проводников, а с другой стороны - к питающему электрическому кабелю, балластно-уравнительная система представляет собой набор конструктивных элементов, участвующих в создании плавучести аппарата, близкой к нулевой, вычислительная бортовая система расположена в полости платформы и представляет собой первый промышленный компьютер с установленной операционной системой, обеспечивающей управление всеми системами, входящими в комплекс, а также сбор, сохранение и передачу на внешний пульт управления собранной информации, судовой/береговой блок управления представляет собой второй промышленный компьютер, коммутируемый с подводной частью комплекса посредством энергоинформационного подводного герметичного кабеля, состоящего из информационно-управляющего оптоволокна и силового кабеля, система средств обнаружения аппарата представляет собой совокупность маяков и маяков-ответчиков, установленных на элементах комплекса, навигационная система размещена в полости платформы и представляет собой набор средств для осуществления навигации и позиционирования аппарата.

Однако данная система не позволяет проводить исследования и мониторинг объектов на суше, а также осуществлять взаимодействие нескольких аналогичных систем.

Известен многофункциональный робототехнический комплекс обеспечения боевых действий (см. 4. Патент РФ на изобретение №2533229, М. кл B25J 5/00, опубл. 20.11.2014), содержащий самодвижущее транспортное средство с системой технического зрения, системой связи и передачи данных и пульт дистанционного управления, который содержит группу универсальных роботизированных платформ, выполненных с возможностью комплектации различными функциональными модулями, устанавливаемыми в зависимости от планируемой боевой задачи: боевым дистанционно-управляемым модулем, транспортным модулем и модулем разведки, при этом каждая универсальная роботизированная платформа оснащена системой навигации и топопривязки и выполнена с возможностью обеспечения перемещения в дистанционном ручном режиме, в полуавтоматическом режиме с движением по траектории, задаваемой оператором, путем ввода географических координат узловых точек маршрута, передачи информации о скорости и направлении движения, углах продольного и поперечного крена и текущих координат, и с движением по траектории, сохраненной ранее при движении в ручном режиме, с возможностью автоматического возвращения в исходную точку по пройденному маршруту и автоматического объезда препятствий, при этом пункт дистанционного управления выполнен с возможностью одновременного или последовательного управления всей группой универсальных роботизированных платформ с любыми из установленных на них функциональными модулями, при этом боевой дистанционно-управляемый модуль выполнен с возможностью обнаружения цели, ее автоматического сопровождения и поражения, с возможностью запоминания в произвольной последовательности нескольких неподвижных целей с последующим автоматическим наведением и открытием огня, модуль разведки выполнен с возможностью обнаружения цели и ее распознавания с определением координат и дальности, а транспортный модуль выполнен с возможностью транспортирования полезной нагрузки и ее фиксации на платформе.

Однако данная система имеет ограниченные функциональные возможности при боевом применении мобильного робототехнического комплекса, обусловленные отсутствием в нем средств воздушной разведки, что отрицательно сказывается на получении данных.

Известен способ автоматического управления наземным робототехническим комплексом (см. 5. Патент РФ на изобретение №2574938, М. кл B25J 5/00, опубл. 10.02.2016), включающий радиообмен между пультом управления и робототехническим комплексом, обеспечение ввода и обработку входной информации, поступающей от бортовых датчиков, вычисление текущей ориентации и местоположения робототехнического комплекса, отличающийся тем, что при потере радиосвязи между пультом управления и робототехническим комплексом осуществляют его автоматический возврат в точку старта или в зону уверенного радиообмена по ранее пройденной траектории с корректировкой этой траектории в обход обнаруженных препятствий путем реализации на борту робототехнического комплекса базовых алгоритмов движения в заранее неизвестной обстановке по дальнометрическому изображению внешней среды с помощью навигационно-вычислительного блока.

Способ осуществляется посредством автономной роботизированной системы (устройства - см. там же, источник [5]), содержащей пульт управления и робототехнический комплекс, в состав которых входят бортовые датчики, устройство ввода и обработки входной информации, поступающей от упомянутых бортовых датчиков, устройство вычисления текущей ориентации и местоположения робототехнического комплекса, навигационно-вычислительный блок, взаимосвязанные устройство дальнометрической связи и блок памяти с дальнометрическим изображением внешней среды и базовых алгоритмов движения в заранее неизвестной обстановке, с возможностью автоматического возврата робототехнического комплекса (при потере радиосвязи между ним и пультом управления) в точку старта или в зону уверенного радиообмена по ранее пройденной траектории с корректировкой этой траектории в обход обнаруженных препятствий.

Однако устройство для реализации этого способа управления плохо адаптируется к изменяющимся условиям окружающей среды, имеет узконаправленную комплектацию роботами, способными работать в различных физических средах, что ограничивает число решаемых устройством задач.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по назначению и совокупности существенных признаков устройства является мультиагентная автономная робототехническая система (см. 6. Патент США №6990406 В2, М. кл. G06F 19/00, G03B 37/00, опубл. 24.01.2006), содержащая функционально специализированные мобильные роботы с индивидуальными энергетическими установками, двигателями и движителями, по меньшей мере один летательный аппарат и искусственный спутник Земли, входящую в бортовую аппаратуру летательного аппарата систему воздушного слежения за роботами, получения информации от них и командного управления ими в составе приемопередатчика, формирователя изображения зоны действий и связанного с ними модуля планирования индивидуальных маршрутов роботов, а также входящие в бортовую аппаратуру роботов системы собственного управления и наблюдения, связанные бортовыми приемопередатчиками, к которым подключены блок сенсоров и контроллер управления движением мобильного робота, через приемопередатчик летательного аппарата с его системой воздушного слежения, информации и управления.

Принятая за прототип многоагентная автономная робототехническая система включает в себя группу простых базирующихся на поверхности агентов (транспортных средств), управляемых воздушной системой слежения и подачи команд. Последняя включает в себя инструментальный комплекс, используемый для получения изображения зоны действий и любого транспортного средства, находящегося в этой зоне. Данные изображения используются для определения принадлежности транспортного средства, целей для исследования и любых препятствий в зоне действий. Система слежения и подачи команд определяет маршруты движения транспортных средств поверхностного базирования с учетом установленных целей и препятствий и управляет транспортными средствами с помощью простых команд на перемещение в зоне действий с обходом препятствий в сторону установленных целей. Каждое транспортное средство имеет свой собственный инструментальный комплекс для сбора информации о зоне действий и передачи ее системе слежения и подачи команд. Система слежения и подачи команд может быть, в свою очередь, соединена со спутниковой системой для получения дополнительной визуальной информации о зоне действий, передачи информации о местоположении и оперативных команд системе слежения.

Как следует из описания, устройство, принятое за прототип, не позволяет осуществлять гибкое конфигурирование состава и структуры комплекса в соответствии с конкретной оперативно-тактической задачей. Следует отметить и невозможность работы комплекса при мониторинге надводной и подводной обстановки. Кроме того, недостаточны эффективность использования и срок службы мобильного робота при его расположении в зонах высокого риска разрушения.

Все это, в конечном счете, обусловливает недостаточно высокие тактико-технические или технико-эксплуатационные характеристики комплекса (в зависимости от конкретного назначения при рассмотрении объекта как устройства двойного назначения).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение тактико-технических (в приложении к комплексам военного и специального назначения) и технико-эксплуатационных (применительно к комплексам гражданского и научно-исследовательского назначения) характеристик и расширение функциональных возможностей мультиагентной автономной робототехнической системы путем обеспечения гибкого конфигурирования состава и структуры комплекса в соответствии с условиями конкретной решаемой задачи при действии системы на суше, в водной и воздушной средах, получения непрерывной информации о месте работы с многих ракурсов различными датчиками (радиолокационным, телевизионным, инфракрасным и др.), увеличения количества базовых технологий работы с системой, т.е. расширения круга типовых оперативных задач, увеличения эффективности использования и срока службы мобильного робота при его расположении в зонах высокого риска разрушения, обеспечения самоорганизации элементов системы в сетевую структуру, для повышения ее живучести и возможности дублирования систем управления.

Достижение указанного технического результата обеспечивается в мультиагентной робототехнической системе, содержащей мобильные роботы с индивидуальными энергетическими установками, двигателями и движителями, по меньшей мере один летательный аппарат и искусственный спутник Земли, входящие в бортовую аппаратуру летательного аппарата системы воздушного слежения за роботами, получения информации от них и командного управления ими в составе приемопередатчика, формирователь изображения зоны действий и связанный с ним модуль планирования индивидуальных маршрутов роботов, а также входящие в бортовую аппаратуру роботов системы собственного управления и наблюдения, связанные, посредством бортовых приемопередатчиков, к которым подключены также блок сенсоров, контроллер управления бортовой аппаратурой и контроллер управления шасси, с системой воздушного слежения, информации и управления бортовых приемопередатчиков, отличающейся тем, что мобильные роботы представляют собой беспилотные летательные аппараты, сухопутные мобильные роботы, надводные мобильные роботы и подводные мобильные роботы, бортовая аппаратура роботов дополнена блоком системы постановки помех, блоком систем обнаружения, блоком навигационных приемников, блоком передатчиков навигационных сигналов, блоком системы опознавания «свой-чужой», блоком командной радиолинии управления, связанной беспроводной связью с пультом управления, блоком приемопередатчиков связи, выполненным с возможностью осуществления взаимного слежения и обмена текущей информацией, а также определения относительных координат в трехмерном пространстве и их ретрансляции на летательный аппарат через бортовой приемопередатчик робота-посредника из числа мультиагентов, блоком инерциальной навигационной системы и блоком сенсоров, при этом блок системы постановки помех соединен с первым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой, блок систем обнаружения соединен со вторым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой, блок навигационных преемников соединен с третьим выходом контроллера управления бортовой аппаратурой; блок передатчиков навигационных сигналов соединен с четвертым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой; блок системы опознавания «свой - чужой» соединен с пятым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой; блок командной радиолинии управления соединен с пультом управления и шестым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой; блок приемопередатчиков связи соединен с седьмым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой; блок инерциальной навигационной системы соединен с восьмым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой, блок сенсоров соединен с девятым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой, контроллер управления движением шасси соединен с десятым выходом контроллера управления бортовой аппаратурой.

При этом для расширения диапазона применения роботов путем обеспечения их передвижения как по суше, так и по воде, все мобильные роботы могут быть выполнены наземными, а их движители - сухопутными или амфибийными.

Кроме того, все мобильные роботы могут быть выполнены надводными, а их движители - водоходными или амфибийными.

Все мобильные роботы могут быть выполнены подводными, их движители - водоходными или амфибийными, а бортовые приемопередатчики связи двухкомпонентными, один из которых - гидроакустический с возможностью взаимного обмена информацией между подводными роботами, а другой - радиотехнический с возможностью взаимного обмена информацией, с, по меньшей мере, летательным аппаратом.

Для организации обмена информацией в реальном масштабе времени между всеми компонентами системы, реализации процедуры управления с пульта управления всеми элементами системы, включая СМР, БПЛА, НМР и ПМР, и в ряде случаев повышения скрытности системы путем использования всплывающих над поверхностью воды, по команде с бортовых приемопередатчиков мобильных роботов, поплавков на гибкой привязи, одна часть мобильных роботов может быть выполнена надводными, а другая часть - подводными, при этом их движители - водоходными или амфибийными, бортовые приемопередатчики связи подводных роботов - двухкомпонентными, при этом один компонент - гидроакустическим с возможностью взаимного обмена информацией между всеми роботами-мультиагентами - как подводными, так и надводными в любых сочетаниях, другой компонент - радиотехническим с возможностью взаимного обмена информацией, по меньшей мере, с летательным аппаратом.

Для расширения возможностей по передвижению в различных средах и связи между всеми надводными роботами и всеми подводными роботами посредством радиоаппаратуры на всплывающих над поверхностью воды, по команде с бортовых приемопередатчиков мобильных роботов, поплавках на гибкой привязи, как фрагментов подводных роботов, одна часть мобильных роботов может быть выполнена наземными, а другая часть - надводными, при этом их движители - водоходными или амфибийными соответственно.

Для обеспечения возможности гибкого изменения количества роботов, задействованных в функциях мониторинга при работе в надводном или подводном положении, все мобильные роботы могут быть выполнены надводно-подводными с управляемой плавучестью в диапазоне от положительной до отрицательной, включая нулевую, а их движители - водоходными или амфибийными.

Для получения информации на пульте управления о ситуации или результатах мониторинга в различных физических средах бортовые приемопередатчики роботов могут быть выполнены двухкомпонентными, при этом один компонент - гидроакустическим с возможностью взаимного обмена информацией между всеми роботами-мультиагентами - как в их надводном, так и подводном положениях, другой компонент - радиотехническим с возможностью взаимного обмена информацией, по меньшей мере, с летательным аппаратом, а также между всеми мобильными роботами в надводном их положении, включая всплывающие над поверхностью воды, по команде с бортовых приемопередатчиков мобильных роботов, поплавки на гибкой привязи, как фрагменты подводных роботов, с установленной на них радиоаппаратурой.

Для реализации самоорганизующейся системы связи с роботами, работающими в различных физических средах, мобильные роботы могут быть представлены по меньшей мере тремя взаимосвязанными, посредством сетевой системы их взаимодействия, группами - наземными, надводными и подводными, движители наземных роботов - сухопутными или амфибийными, движители надводных и подводных роботов - водоходными или амфибийными, бортовые приемопередатчики связи подводных роботов - двухкомпонентными, при этом один компонент - гидроакустическим с возможностью взаимного обмена информацией между подводными и надводными роботами в любых сочетаниях, другой компонент - радиотехническим с возможностью взаимного обмена информацией, по меньшей мере, с летательным аппаратом, а также между наземными и надводными роботами и подводными роботами в любом их сочетании посредством радиоаппаратуры на всплывающих над поверхностью воды, по команде с бортовых приемопередатчиков мобильных роботов, поплавках на гибкой привязи, как фрагментов подводных роботов.

Для расширения области применения системы, повышения ее гибкости, путем управления, например, с пульта управления одним из роботов, мультиагентная робототехническая система может дополнительно содержать пульт оператора со своим приемопередатчиком, аналогичным бортовой командной радиолинии управления летательного аппарата, выполненным с возможностью централизованного, децентрализованного или смешанного управления робототехнической системой, а также летательным аппаратом и любым входящим в нее мобильным роботом, с использованием их бортовых приемопередатчиков связи и возможностью трансляции информации от выбранного робота другим роботам с отработкой задающих воздействий (команд управления).

Для концентрации усилий групп роботов путем многократного измерения одного и того же параметра различными роботами однотипной и разнотипной аппаратурой, мобильные роботы могут быть дифференцированы по их специализации группами и/или индивидуально, с соответствующим комплектом бортовой аппаратуры, включая состав блоков сенсоров.

При указанной выше дифференцированности мобильных роботов по их специализации группами и/или индивидуально для обеспечения скрытности действия конкретной группы от роботов противника, в составе мобильных роботов может быть предусмотрен по меньшей мере один дополнительный блок систем постановки помех, мощность и диапазон частот которого превышает мощность и диапазон частот имеющихся блоков постановки помех остальных роботов в группе.

При указанной выше дифференцированности мобильных роботов по их специализации группами и/или индивидуально, для эвакуации вышедшего из строя робота, в составе мобильных роботов может быть предусмотрен по меньшей мере один тягач/буксир со стыковочным узлом для временной механической взаимосвязи с другим мобильным роботом, подлежащим транспортировке в условиях чрезмерного для него сопротивления движению или эвакуации в аварийном состоянии.

При указанной выше дифференцированности мобильных роботов по их специализации группами и/или индивидуально, для дозаправки топливом при израсходовании ими энергобаланса или обеспечения группой роботов-доноров длительной работы робота, функции которого в данный момент являются определяющими, в составе мобильных роботов может быть предусмотрен по меньшей мере один энергетический донор со стыковочным узлом для временного соединения заправочно-зарядных коммуникаций робота-донора и робота-акцептора, выполненный с возможностью дозаправки топливом и/или подзарядки электроэнергией робота-акцептора.

При указанной выше дифференцированности мобильных роботов по их специализации группами и/или индивидуально, для обеспечения возможности проведения регламентного контроля исправности роботов и/или ремонта роботов, вышедших из строя, в составе мобильных роботов может быть предусмотрен по меньшей мере один сервисный робот с ремонтно-диагностическим оборудованием и стыковочным узлом для временного, по меньшей мере, электрического соединения с другим мобильным роботом и выполненный с возможностью диагностики и, по меньшей мере, частичного восстановления, функциональных возможностей робота-пациента.

Среди выявленных в результате проведенных патентных исследований аналогов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной совокупностью признаков. В то же время, именно за счет заявленной совокупности существенных признаков достигается указанный выше новый технический результат.

Подробнее сущность изобретения раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется чертежами (фиг. 1, 2, 3), где на фиг. 1 показаны:

пульт или пульты 1 управления (ПУ) в количестве от 1 до F (1.1-1.F);

беспилотные летательные аппараты (БПЛА) 2 в количестве от 1 до N (2.1-2.N);

сухопутные мобильные роботы (СМР) 3 в количестве от 1 до М (3.1-3.М);

надводные мобильные роботы (НМР) 4 в количестве от 1 до L (4.1-4.L);

подводные мобильные роботы (ПМР) 5 в количестве от 1 до S (5.1-5.S);

спутник или спутники 6 в количестве от 1 до К (6.1-6.К),

где F, N, М, L, S, К - любые числа из натурального ряда чисел 1, 2, 3,…

На фиг. 1 приведена схема мультиагентной автономной робототехнической системы с управлением оператором или операторами с пульта (пультов) 1 (1.1-1.F), управления с реализацией централизованного смешанного режима работы системы.

Группа беспилотных летательных аппаратов 2 (БПЛА 2.1-2.N) предназначена для осуществления поиска, обнаружения, классификации и измерения параметров движения объектов интереса (дальности, угловых координат, скорости известными методами), мониторинга объектов интереса посредством датчиков измерителей различного типа, организации связи между собой, пультом 1 управления (ПУ1) и другими элементами системы при нахождении БПЛА 2 в воздушной среде.

Группа самоходных мобильных роботов 3 (CMP 3.1-3.S) призвана производить поиск, обнаружение, классификацию и измерение параметров движения объектов интереса (дальности, угловых координат, скорости известными методами), мониторинг объектов интереса посредством датчиков измерителей различного типа, организацию связи между собой, пультом 1 управления (ПУ1) и другими элементами системы при нахождении СМР 3 преимущественно на земной поверхности.

Группа надводных мобильных роботов 4 (НМР 4.1-4М) призвана производить поиск, обнаружение, классификацию и измерение параметров движения объектов интереса (дальности, угловых координат, скорости известными методами), мониторинг объектов интереса посредством датчиков измерителей различного типа, организацию связи между собой, (пунктом) управления 1 (ПУ) и другими элементами системы при нахождении НМР 4 преимущественно в водной среде в надводном положении.

Группа подводных мобильных роботов 5 (ПМР 5.1-5.S) призвана осуществлять поиск, обнаружение, классификацию и измерение параметров движения объектов интереса (дальности, угловых координат, скорости известными методами), мониторинг объектов интереса посредством датчиков измерителей различного типа, организацию связи между собой, пультом 1 управления (ПУ1) и другими элементами системы при нахождении ПМР 5 в водной среде, преимущественно в подводном положении.

Спутник или спутники 6 (6.1-6.К) служит(ат) для обеспечения системы связной, навигационной и иной информацией и представляют собой штатные орбитальные группировки соответствующего назначения.

На фиг. 2 представлена блок-схема элементов 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S (на фиг. 1 - блоки 3-5) мобильного робота системы, которая идентична для каждого из роботов 2.1 - 2.N, на которой показаны следующие входящие в мобильный робот 2 блоки:

7 - контроллер управления бортовой аппаратурой (КУБА);

8 - блок системы постановки помех (БСПП);

9 - блок систем обнаружения (БСО) в составе блока 8 постановки помех;

10 - блок навигационных преемников (БНП);

11 - блок передатчиков навигационных сигналов (БПНС);

12 - блок системы опознавания «свой - чужой» (БСОП);

13 - блок командной радиолинии управления (БКРУ);

14 - блок приемопередатчиков связи (БППС);

15 - блок инерциальной навигационной системы (БИНС);

16 - блок сенсоров (БС);

17 - контроллер управления движением шасси (КУД);

18 - шасси подвижного робота, под которым подразумеваются: рама или несущий корпус, энергосиловая установка, трансмиссия, ходовая часть с движителем и органы управления).

На фиг. 2 схематически показаны электрические связи между всеми блоками 7-17.

КУБА 7 включен в параллель с каждым из блоков 8-17: при этом первая двунаправленная шина КУБА 7 служит для подключения БСПП 8, вторая двунаправленная шина - для подключения БСО 9, третья двунаправленная шина - для подключения БНП 10, четвертая двунаправленная шина - для подключения БПНС 11, пятая двунаправленная шина - для подключения БСОП 12, шестая двунаправленная шина - для подключения БКРУ 13, седьмая двунаправленная шина - для подключения БППС 14, восьмая двунаправленная шина - для подключения БИНС 15, девятая двунаправленная шина - для подключения БС 16, десятая двунаправленная шина - для подключения КУД 17. Кроме того, БКРУ 13 связан двунаправленной шиной с ПУ1.

Все блоки 7-17 робота связаны с его шасси 18 механически: они установлены на шасси 18.

Согласно фиг. 1, 2 мультиагентная робототехническая система содержит функционально специализированные мобильные роботы 2.1-2.N, 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S с индивидуальными энергетическими установками, двигателями и движителями, установленными на шасси 18 (фиг. 2), по меньшей мере один летательный аппарат (БПЛА) 2 и по меньшей мере один искусственный спутник 6 Земли.

Структура построения бортовой аппаратуры каждого из роботов (2 - 5), согласно фиг. 2, идентична и отличается только массогабаритными характеристиками и спецификой использования блоков 7-18 в соответствующих средах.

На фиг. 3 приведена блок-схема алгоритма работы пульта или пультов 1 управления (ПУ) в количестве от 1 до F (1.1-1.F).

Рассмотрим функции блоков мультиагентной робототехнической системы.

Пульт (пульты) 1.1-1.F управления (ПУ) формируют команды управления роботами, 2.1-2.N, 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S, при этом на каждый из роботов группы 2.1-2.N, 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S или группу роботов могут формироваться команды управления, которые принимаются блоком командной радиолинии 13 управления (БКРУ), сигналы с выхода которой подаются на шестой вход контроллера 7 управления бортовой аппаратурой 7 (КУБА) и после решения вычислительных процедур с его десятого выхода - на контроллер 17 управления движением (КУД), который, в свою очередь, формирует команды на управление движением шасси 18 подвижного робота.

Блок 9 систем обнаружения (БСО) осуществляет поиск, обнаружение, измерение пространственных координат объектов интереса и взаимное слежение за роботами.

Блок 10 навигационных приемников (БНП) осуществляет прием сигналов систем спутниковой навигации от 6.1-6.К и сигналов блока 11 передатчика навигационных сигналов (БПНС) и осуществляет их пересчет в определенную систему координат, которые подаются посредством третьей двунаправленной шины на контроллер 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА).

При пропадании навигационных сообщений от спутников 6 контроллер 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА) посредством четвертой двунаправленной шины инициализирует работу блока 11 передатчиков навигационных сигналов (БПНС), которые излучают навигационные сигналы, принимаемые другими роботами системы посредством блока 10 навигационных приемников (БНП).

Блок 12 систем опознавания «свой-чужой» (БСОП), посредством пятой двунаправленной шины контроллера 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА), формирует запросные сигналы и принимает ответные сигналы от других роботов системы и определяет принадлежность роботов к своей системе.

Блок 13 командной радиолинии управления (БКРУ), посредством шестой двунаправленной шины КУБА 7 и одиннадцатой двунаправленной шины ПУ 1 принимает команды управления оператора для осуществления движения в заданную точку и выполнения иных операций (включения/выключения/переключения режимов движения и срабатывания бортового спецоборудования).

Блок 14 приемопередатчиков связи (БППС), посредством седьмой двунаправленной шины контроллера 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА), осуществляет самоорганизующуюся беспроводную связь между группами роботов для реализации централизованного, децентрализованного и смешанного управления с целью достижения согласованной цели.

Блок 15 инерциальной навигационной системы (БИНС), посредством восьмой двунаправленной шины контроллера 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА), формирует координаты путем определения ускорения объекта и его угловых скоростей с помощью установленных на движущемся объекте приборов и устройств, а по этим данным - местоположения (координат) этого объекта, его курса, скорости, пройденного пути и др. Данный блок используется в случае обеспечения блоком постановки помех противодействия системам спутниковой навигации, а его данные могут использоваться в навигационных сообщениях в блоке 11 передатчиков навигационных сигналов (БПНС).

Блок 16 сенсоров (БС), посредством девятой двунаправленной шины контроллера 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА), осуществляет мониторинг окружающей среды.

Контроллер 17 управления движением (КУД), посредством десятой двунаправленной шины контроллера 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА), формирует команды на управление движением шасси 18 подвижного робота.

Процесс взаимодействия элементов системы мобильных роботов 2.1-2.N, 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S заключается в следующем.

Пульт 1 управления формирует команды управления (задание на мониторинг территории), которые принимаются блоком 13 командной радиолинии управления (БКРУ) робота, выбранного в качестве головного узла. Принимаемые БКРУ 13 команды поступают посредством шестой двунаправленной шины на КУБА 7, а с помощью десятой двунаправленной шины - на КУД 17, который инициализирует команды на управление движением шасси 18 подвижного робота. Контроллер 7 управления бортовой аппаратурой (КУБА) инициирует работу БППС 14, который транслирует команды оператора на другие роботы групп 2.1-2.N, 3.1-3.М, 4.1-4.L, 5.1-5.S, также посредством БППС 14 осуществляет обмен информацией, получаемой БС 16, БСО 9 решает задачи поиска, обнаружения, измерения координат объектов интереса и осуществляет взаимное сле