М. А. ВАНЮЛИН, А. А. ЖЕРНОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ УБОРКИ ПОМЕЩЕНИЯ
АВТОМАТИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Описывается имитационная модель уборки помещения автоматическими устройствами.
В течение последних нескольких лет происходит активное внедрение информационных технологий в различную продукцию, как военного, так и гражданского назначения. В настоящее время этот процесс наблюдается в производстве бытовых приборов, в частности – устройств уборки. Недавно многие из ведущих мировых производителей бытовой техники начали серийное производство «умных» пылесосов. Функциональность таких пылесосов сводится к полному обходу убираемого помещения или заданной территории без участия человека, но разные компании достигают этого разными методами. Так, например, некоторые модели таких устройств используют для обхода карту убираемой территории как заложенную в них человеком (простейший случай), так и составленную самостоятельно роботом-уборщиком (более совершенный вариант). А модели, работающие на нечётких контроллерах, вообще не используют карту, самостоятельно выбирают маршрут обхода, по ходу движения решая с какой стороны объехать то или иной препятствие [1].
Целью данного проекта является создание прототипа динамической интеллектуальной системы, включающей компонент имитационного моделирования уборки помещения автоматическими устройствами. В работе, помимо задачи полного обхода убираемой территории, рассматривается задача уборки внезапно возникших загрязнений на территории с движущимися препятствиями. Проект реализован в рамках курса “Динамические Интеллектуальные Системы” с использованием инструментальной системы G2 (Gensym Corp.) [3].
Имитационная модель системы задается следующей теоретико-множественной моделью [2]:
Мим = <МОУ, МР, МСВ, VX, VU, VE, VY, VZ, S, FY®U, FXEU®YZ>,
где МОУ – модель объекта управления (ОУ) – описывает состояние и характеристики робота-уборщика;
МР – модель регулятора – описывает принципы работы робота;
МСВ – модель внутренних случайных возмущений – описывает случаи возникновения случайных событий и их характеристики;
VX – множество контролируемых неуправляемых параметров – параметры, описывающие убираемое помещение (количество пыли, границы статичных объектов: стен, предметов интерьера);
VU – множество контролируемых управляемых параметров – динамические (движущиеся) препятствия (люди, домашние животные), возникающие на пути робота-уборщика, технические характеристики робота-уборщика (скорость передвижения, скорость уборки, максимальный заряд аккумулятора);
VE – множество случайных возмущений – внезапно возникающие загрязнения; динамические препятствия, движущиеся по траектории, заданной случайным образом;
VY – множество выходных параметров МОУ, используемых в регуляторе – координаты робота, его текущее состояние и видимое им окружение;
VZ – множество выходных параметров МОУ – поведение робота при заданных условиях, время полной уборки помещения;
S – множество состояний системы – все допустимые комбинации элементов множеств VX, VU, VE, VY, VZ;
FY®U – функция генерации управляющего вектора – правила и процедуры, отвечающие за установление новых значений управляемых параметров;
FXEU®YZ – функция отображения входа ОУ в его выход – правила и процедуры, по которым рассчитываются значения выходных параметров.
Рассмотренная выше модель имитирует два процесса:
- полную уборку заданной территории;
- уборку внезапно возникших загрязнений на территории с динамическими препятствиями, как заданными пользователем, так и возникающими случайно.
В целом, система может быть использована для тестирования реальных моделей роботов-уборщиков, таким образом, она может быть полезна как компаниям, занимающимся производством таких устройств, так и потребителям, в целях апробации этого инновационного продукта.
Список литературы
1. Рыбина методов имитационного моделирования при создании интегрированных экспертных систем реального времени. Известия РАН. ТиСУ. 2000, №5,
С. 147-156.
2. , , Шапот и динамические экспертные системы. М.: "Финансы и статистика", 1996.
