Система взаимосвязанных паттернов управления мобильным роботом на основе декомпозиции основной задачи управления

Аннотация

При переходе от движения к обходу препятствия мобильному роботу необходимо сохранить исходную цель и проверить, допустимо ли продолжать манёвр по имеющимся измерениям. В статье рассматривается организация такого перехода с помощью трёх взаимосвязанных паттернов: постоянного контроля, движения и обхода препятствия. Задача исследования – описать их в общей форме, которая связывает локальную цель с входными данными, управляющим воздействием и проверяемым результатом. Для этого использованы декомпозиция основной задачи управления и кинематическая модель платформы с дифференциальным приводом. Состояния паттернов и условия переходов заданы на алгоритмическом уровне. Постоянный контроль проверяет актуальность измерений и реакцию робота на выданные команды. Паттерн движения рассчитывает задания линейной и угловой скоростей. При подтверждении препятствия выдача этих команд передаётся паттерну обхода, который сохраняет цель и сведения о ходе манёвра. Возврат к штатному движению разрешён после проверки данных, безопасного расстояния, свободного коридора и возобновления продвижения. Эти требования проверяются раздельно; нарушение любого из них препятствует успешному завершению обхода. Результат работы – формальное описание трёх паттернов и правил их совместного выполнения.