RU2691788C2 - Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system - Google Patents
Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691788C2 RU2691788C2 RU2015121583A RU2015121583A RU2691788C2 RU 2691788 C2 RU2691788 C2 RU 2691788C2 RU 2015121583 A RU2015121583 A RU 2015121583A RU 2015121583 A RU2015121583 A RU 2015121583A RU 2691788 C2 RU2691788 C2 RU 2691788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- robots
- ground
- wind
- mode
- territory
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 241001061257 Emmelichthyidae Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам управления автоматизированными устройствами и может быть использовано при координации наземных подвижных автоматизированных устройств (автоматического транспорта, автоматических сельскохозяйственных машин, коммунальной и аэродромной техники, садовых газонокосилок и пр.), далее - роботов.The invention relates to methods for controlling automated devices and can be used to coordinate land mobile automated devices (automatic transport, automatic agricultural machinery, municipal and airfield equipment, garden lawn mowers, etc.), then - robots.
Уровень техникиThe level of technology
Одной из главных проблем навигации, координации и управления роботами является отсутствие способа дешевой и надежной навигации на контролируемой траектории и взаимной ситуативной координации действий группы роботов. Например, для того, чтобы робот-газонокосилка не вышел за пределы территории для покоса травы, ее нужно обозначить проволокой (см. интернет публикацию от 15 июня 2012 года http://www.therobotreport.com/news/robot-lawnmowers-still-a-work-in-progress).One of the main problems of navigation, coordination and control of robots is the lack of a method of cheap and reliable navigation on a controlled trajectory and mutual situational coordination of actions of a group of robots. For example, to ensure that the lawn mower does not go beyond the territory for mowing grass, it must be marked with a wire (see the Internet publication dated June 15, 2012 http://www.therobotreport.com/news/robot-lawnmowers-still- a-work-in-progress).
Последнее время предлагаются системы инфракрасных заборов или меток. Также возможна система наземных радиомаяков. Но такой подход значительно усложняет систему.Recently offered systems of infrared fences or tags. A system of terrestrial beacons is also possible. But this approach greatly complicates the system.
Использование GPS навигаторов и даже более точных DGPS систем несет с собой ряд недостатков:The use of GPS navigators and even more accurate DGPS systems carries with it a number of disadvantages:
1) сигнал GPS вблизи домов может экранироваться, переотражаться да и просто глушиться помехами случайно или преднамеренно, что приводит к нарушению координации робота;1) the GPS signal near the houses can be shielded, re-echoed, and just simply be jammed by noise accidentally or deliberately, which leads to a violation of the coordination of the robot;
2) необходимо померить координаты границы территории работы (например, территории покоса для робота-газонокосилки) и указать их роботу, что является трудоемким процессом;2) it is necessary to measure the coordinates of the boundary of the work area (for example, the mowing area for a robotic lawnmower) and indicate them to the robot, which is a time consuming process;
3) такие системы дают координаты, но не ориентацию робота;3) such systems give the coordinates, but not the orientation of the robot;
4) ориентация роботов происходит по предопределенным координатам, а не реальному окружению робота (так, если появится новое стационарное или движущееся препятствие (собака, ребенок), то система его не обнаружит);4) the orientation of robots occurs at predetermined coordinates, and not the real environment of the robot (so, if a new stationary or moving obstacle (dog, child) appears, the system will not detect it);
5) такие системы не способны распознать плохо покошенные из-за погрешностей участки и исправить их целенаправленно;5) such systems are not able to recognize areas that are badly mown because of errors and correct them purposefully;
6) с использованием DGPS или GPS сложно организовать взаимную координацию группы роботов, которые не знают своего взаимного положения и должны иметь сложную систему взаимного обнаружения и обмена сигналами;6) using DGPS or GPS is difficult to organize the mutual coordination of a group of robots who do not know their mutual position and must have a complex system of mutual detection and exchange of signals;
7) спутниковые системы имеют высокую себестоимость.7) satellite systems have a high cost.
Многие из этих проблем решил бы видеонавигатор, установленный на роботе. Но такое решение способно обеспечить ограниченную зону видимости для навигатора, которую можно расширить лишь установкой на роботе большого количества камер с широкой зоной обзора, что значительно усложняет систему. Кроме того, возникает необходимость установки ряда хорошо различимых наземных меток, по которым такая система могла бы ориентироваться. Естественные природные метки не всегда имеют эти свойства, поэтому нужно явно пометить наземными метками контролируемую территорию. Но взаимная координация роботов и в этом варианте остается нерешенной проблемой. Для ее решения необходимо создание сложной системы технического зрения, которая может позволить реализовать децентрализованную систему распознавания образов на каждом роботе. Децентрализованная система управления совместной деятельностью роботов многократно сложнее и дороже одной централизованной.Many of these problems would be solved by a video navigator mounted on a robot. But such a solution can provide a limited visibility zone for the navigator, which can be expanded only by installing a large number of cameras with a wide field of view on the robot, which greatly complicates the system. In addition, there is a need to install a number of well-distinguishable land marks by which such a system could be oriented. Natural natural labels do not always have these properties, so you need to clearly mark the controlled territory with land marks. But the mutual coordination of robots in this version remains an unsolved problem. To solve it, it is necessary to create a complex system of technical vision, which may allow the implementation of a decentralized pattern recognition system on each robot. The decentralized control system for the joint activity of robots is many times more complicated and more expensive than one centralized one.
На современном уровне развития техники известен патент на полезную модель №131276 «Устройство для координации автоматизированных устройств», опубликованный 20.08.2013, патентная заявка №2012147923 «Способ навигации и совместной координации автоматизированных устройств», опубликованная в 20.05.2014. В отличие от систем, использующих GPS навигаторы, в этом способе перед началом работы робота над контролируемой территорией размещают устройство слежения (одну или несколько камер), причем места и высота подвеса выбирается из условия совместного обзора ими всей контролируемой территории. Т.е. в отличие от GPS систем, которые размещаются независимо от целей координации роботов, устройства слежения размещают именно для удобства координирования роботов. Одновременно, этот способ решает и проблемы GPS, связанные с экранирование и переотражением сигналов от спутников. Следует отметить, что спутники GPS не являются окружением или устройствами слежения за роботами, координаты которых необходимо определить. Наоборот, сами роботы являются устройствами слежения за спутниками GPS, и координаты роботов могут определяться с помощью GPS только на самом роботе и только в том случае, если в его доступной зоне космического пространства находятся одновременно три, либо белее спутников системы GPS. В указанном прототипе эффективность в определении координат (пространственных и угловых) робота достигается за счет использования находящегося сверху устройства слежения (летательное или расположенное на вышке), которое может быть:At the present level of development of technology, a patent for utility model No. 131276 “Device for coordinating automated devices”, published on 08/20/2013, patent application No. 2012147923 “Method of navigation and joint coordination of automated devices”, published on 05/20/2014, is known. Unlike systems that use GPS navigators, in this way, before starting the work of a robot on a controlled territory, a tracking device is placed (one or more cameras), and the location and height of the suspension is selected from the condition of their joint review of the entire controlled territory. Those. Unlike GPS systems, which are located independently of the coordination goals of robots, tracking devices are placed precisely for the convenience of coordinating robots. At the same time, this method also solves GPS problems related to screening and re-reflection of signals from satellites. It should be noted that GPS satellites are not the environment or tracking devices for robots, the coordinates of which must be determined. On the contrary, the robots themselves are tracking devices for GPS satellites, and the coordinates of robots can be determined using GPS only on the robot itself and only if there are three or more of the GPS satellites in its available space zone. In the specified prototype, the effectiveness in determining the coordinates (spatial and angular) of the robot is achieved through the use of a tracking device on top (flying or located on the tower), which can be:
1. БПЛА,1. UAV
2. вышкой-антенной,2. tower antenna
3. высотной привязной платформой непрерывного наблюдения (привязные аэростатические дирижабли или шары-зонды),3. high-altitude tethered platform for continuous observation (tethered aerostatic dirigibles or balloons),
4. привязные аэродинамические винтокрылые за счет подводимой к винтам электрической энергии (аналогичные привязным вертолетным платформам Hovermast-100 компании Skysapience),4. tethered aerodynamic rotary-winged due to electrical energy supplied to the screws (similar to Skysapience tethered helicopter platforms),
5. привязные винтокрылые летательные аппараты с аэродинамической разгрузкой за счет энергии высотного ветра (авторотация), который всегда присутствует на большой высоте (около 4 м/с на высоте 100 м, Фиг. 1), например, привязные автожиры и гиропланы (аналогичные привязным автожирам Fa330, используемыми во времена второй мировой войны немцами).5. tethered rotary-wing aircraft with aerodynamic unloading due to high-altitude wind energy (autorotation), which is always present at high altitude (about 4 m / s at an altitude of 100 m, Fig. 1), for example, tethered autogyros and gyroplanes (similar to tethered autogyros Fa330, used during the Second World War by the Germans).
Однако каждый из этих методов имеет недостатки:However, each of these methods has disadvantages:
1) БПЛА дороги и сложны для управления и расчета, имеют ограниченное время непрерывного наблюдения,1) UAVs are expensive and difficult to control and calculate, have a limited time of continuous observation,
2) вышки сложны в установке и размещении или переустановке,2) the towers are difficult to install and place or reinstall,
3) привязные аэростатические дирижабли или шары-зонды требуют сложного механизма накачки и неудобны для стабилизации,3) tethered aerostatic airships or balloons require a complex pumping mechanism and are inconvenient for stabilization,
4) привязные аэродинамические винтокрылые требуют много энергии,4) tethered aerodynamic rotary wings require a lot of energy,
5) привязные автожиры и гиропланы не летают в отсутствии ветра.5) tethered autogyros and gyroplanes do not fly in the absence of wind.
Техническая задачаTechnical task
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа эффективной координации роботов на основе использования расположенных на вышках или летательных аппаратах устройств слежения за роботами и их окружением на контролируемой территории, включая естественные и искусственные метки. Технический результат совпадает с технической задачей.The technical challenge that this invention is directed to is to create a method for effective coordination of robots based on the use of tracking devices for robots and their surroundings in a controlled area, including natural and artificial tags, located on towers or aircraft. The technical result is the same as the technical problem.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Для решения указанной задачи предложен способ навигации и совместной координации одного или нескольких роботов, размещенных на контролируемой территории, предполагающий использование по меньшей мере одного устройства слежения за роботами и их окружением, при этом устройства слежения расположены на одной или нескольких подвесных платформах, представляющих собой роторные устройства, способные работать в режимах а) автожира за счет ветра, б) ветряного двигателя, получая энергию от ветра, в) вертолета, получая энергию с наземного заряжающего устройства, естественные или искусственные метки, используют центральный блок расчета, на который поступает информация со всех устройств слежения, для определения координат и ориентации роботов, границ контролируемой и обработанной территорий и препятствий, переключают режимы работы подвесной платформы, представляющей собой роторное устройство, а) в режим ветряного двигателя, заряжая аккумуляторы наземного питающего устройства, когда есть ветер и нет необходимости обработки территории, б) в режим автожира или одновременно автожира и ветряного двигателя, заряжая аккумуляторы, когда есть ветер, и есть необходимость обработки территории, в) в режим вертолета, когда нет ветра, и есть необходимость обработки территории, за счет аккумуляторов.To solve this problem, a method of navigation and joint coordination of one or more robots located in a controlled area, involving the use of at least one tracking device for robots and their surroundings, with tracking devices located on one or more overhead platforms, which are rotor devices. capable of operating in modes a) of an autogyro due to wind, b) a wind turbine, receiving energy from the wind, c) a helicopter, receiving energy from ground charging its devices, natural or artificial marks, use the central calculation unit, which receives information from all tracking devices, to determine the coordinates and orientation of robots, the boundaries of the monitored and processed territories and obstacles, switch the operating modes of the suspension platform, which is a rotor device, a) in the wind turbine mode, charging the batteries of the ground supply device when there is wind and there is no need to treat the territory, b) in the autogyro mode or at the same time autogyro and a wind turbine, charging the batteries when there is a breeze, and there is a need to treat the territory, c) in the helicopter mode, when there is no wind, and there is a need to treat the territory, at the expense of batteries.
При реализации способа центральный блок расчета могут размещать либо на подвесной платформе, либо на наземном заряжающем устройстве, либо на самом роботе.When implementing the method, the central calculation unit can be placed either on a suspension platform, or on a ground charging device, or on the robot itself.
При реализации способа крепят подвесную платформу, представляющую собой роторное устройство, к наземному заряжающему устройству или непосредственно к роботу.When implementing the method, the suspension platform, which is a rotor device, is attached to a ground charging device or directly to the robot.
При реализации способа, на земле или на самих роботах можно установить устройства слежения, и эта информация также должна поступать на систему управления.When implementing the method, on the ground or on the robots themselves, you can install tracking devices, and this information must also come to the control system.
При реализации способа можно вырабатывать энергию за счет солнечных батарей, установленных на подвесных платформах, земле или на роботах и использовать ее для зарядки соответствующих аккумуляторов, или подводить к роботам или подвесным платформам для полета в режиме вертолета.When implementing the method, it is possible to generate energy using solar batteries installed on the overhead platforms, on the ground or on the robots and use it to charge the corresponding batteries, or bring them to the robots or the overhead platforms for flying in helicopter mode.
При реализации способа используют энергию от подвесных платформ, представляющих собой роторные устройства, которая вырабатывается за счет высотного ветра (авторотации) для создания аэродинамической разгрузки или для зарядки аккумуляторов, или для питания роботов, или для полета в режиме вертолета.When implementing the method, energy is used from suspended platforms, which are rotary devices that are generated by high altitude wind (autorotation) to create aerodynamic unloading or to charge batteries, or to power robots, or to fly in helicopter mode.
Платформа, представляющая собой роторное устройство, может также использоваться как дрон-охранник для дома или участка.The platform, which is a rotary device, can also be used as a drone guard for the house or site.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 изображена диаграмма зависимости силы ветра от высоты для разных типов местности: городской, поселковой и сельской.FIG. 1 shows a diagram of the dependence of wind power on the height for different types of terrain: urban, township and rural.
На фиг. 2 изображены варианты реализации решения. При этом используются следующие обозначения: привязной беспилотный летательный аппарат (привязной БПЛА) 1, зарядное и управляющее устройство 2 с камерой (камерами) 3; метки на земле 4 и на роботе 5; естественный ориентир - куст 6.FIG. 2 shows the embodiments of the solution. The following designations are used: tethered unmanned aerial vehicle (tethered UAV) 1, charger and
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Для решения поставленной задачи предложен способ навигации и совместной координации одного или нескольких роботов, размещенных на контролируемой территории, путем формирования маршрутизации каждого робота по информации о координатах препятствий, естественных или искусственных меток, границ уже обработанной территории, границ контролируемой территории и всех роботов на этой территории.To solve the problem, a method of navigation and joint coordination of one or several robots located in the controlled area is formed by forming the routing of each robot according to the information on the coordinates of obstacles, natural or artificial marks, the boundaries of the already treated territory, the borders of the controlled territory and all robots in this territory .
Способ предполагает, что перед началом работы системы, с целью обеспечения работы роботов на контролируемой территории, над этой территорией размещают одну или несколько подвесной платформ с устройством слежения, При этом по крайней мере одна из упомянутых подвесных платформ выполнена в виде роторного устройства, которое способно работать в режиме автожира за счет набегающего ветра, в режиме ветряного двигателя, получая энергию от набегающего ветра, и в режиме вертолета, получая энергию от наземного заряжающего устройства.The method assumes that before starting the operation of the system, in order to ensure the operation of robots in the controlled area, one or more suspended platforms with a tracking device are placed over this territory. At least one of the mentioned suspended platforms is designed as a rotary device that is capable of operating in the autogyro mode due to the oncoming wind, in the wind turbine mode, receiving energy from the oncoming wind, and in helicopter mode, receiving energy from the ground charging device.
Причем, когда есть ветер и нет необходимости обработки территории, подвесная платформа работает в режиме ветряного двигателя, заряжая аккумуляторы. Когда есть ветер и есть необходимость обработки территории, подвесная платформа работает в режиме автожира или одновременно автожира и ветряного двигателя, заряжая аккумуляторы. Когда нет ветра и есть необходимость обработки территории, подвесная платформа работает в режиме вертолета за счет энергии аккумуляторов.Moreover, when there is wind and there is no need for territory processing, the suspension platform works in the wind turbine mode, charging the batteries. When there is wind and there is a need for tillage, the suspended platform works in the mode of an autogyro or an autogyro and a wind turbine at the same time, charging the batteries. When there is no wind and there is a need to treat the area, the overhead platform operates in helicopter mode due to the energy of the batteries.
Причем централизованная система снабжена центральным блоком расчета, который расположен либо на подвесной платформе, либо на земле, либо на наземном заряжающем устройстве, либо на роботе, выполненным с возможностью определения координат, ориентации элементов системы и формирования управляющих команд на основе информации, полученной от всех описанных выше устройств.Moreover, the centralized system is equipped with a central calculation unit, which is located either on a suspension platform, or on the ground, or on a ground charging device, or on a robot capable of determining the coordinates, orientation of the system elements and generating control commands based on information obtained from all the described above devices.
Таким образом, во всех описанных вариантах при реализации данного изобретения создается централизованная система управления роботами и, именно за счет этого, повышается точность определения их координат (пространственных и угловых).Thus, in all the described embodiments, the implementation of this invention creates a centralized control system for robots and, precisely because of this, the accuracy of determining their coordinates (spatial and angular) is improved.
Использование подвесных платформ, представляющих собой роторные устройства, с устройствами слежения, которые могут работать в трех разных режимах: режиме автожира, режиме ветряного двигателя, режиме вертолета, позволяет обеспечивать эффективную координацию роботов и наблюдения за их окружением, включая естественные и искусственные метки. Использование описанных трех режимов позволяет дополнять каждый и компенсировать недостатки каждого отдельно взятого режима.The use of suspended platforms, which are rotary devices, with tracking devices that can operate in three different modes: autogyro mode, wind engine mode, helicopter mode, allows for effective coordination of robots and monitoring their surroundings, including natural and artificial tags. Using the described three modes allows you to complement each and compensate for the shortcomings of each individual mode.
Способ поясняется на фиг. 2, где изображены три возможных варианта (а, б, в) реализации предложенного способа. На подвесной платформе стоят фиксированные камеры охвата всей нижней полусферы. Это дешевле одной управляемой камеры, а проводной канал связи (оптоволокно или витая пара) надежен и емок. Можно разместить несколько камер, как на привязной платформе, так и на ее подвесе - на необходимой малой высоте. Подвесные платформы крепятся к земле (фиг. 2а), или к наземному заряжающему устройству, предназначенному для аккумуляции и выдачи энергии (фиг. 2б), или непосредственно к одному из роботов на контролируемой территории (фиг. 2в).The method is illustrated in FIG. 2, where three possible variants (a, b, c) of the proposed method are shown. On a hanging platform there are fixed cameras covering the entire lower hemisphere. It is cheaper than one controlled camera, and the wired communication channel (optical fiber or twisted pair) is reliable and capacious. You can place several cameras, both on a tethered platform, and on its suspension - at the required low height. Suspended platforms are attached to the ground (Fig. 2a), or to a ground-based charging device designed for the accumulation and release of energy (Fig. 2b), or directly to one of the robots in a controlled area (Fig. 2c).
Энергия по предложенному способу может дополнительно вырабатываться и за счет солнечных батарей, установленных на подвесной платформе, на земле или на роботах.The energy of the proposed method can additionally be generated by solar panels installed on a suspension platform, on the ground or on robots.
В предлагаемом решении может использоваться как относительное (дифференциальное) видеопозиционирование роботов относительно участка, так и относительно летательного аппарата (вышки). Для координации работы роботов с летательного аппарата (вышки) не всегда нужно знать координаты самой подвесной платформы с устройством слежения. Возможно точное (относительное) позиционирование роботов относительно 3 и более специальных меток, фиксированных наземных объектов и других наземных роботов.In the proposed solution can be used as a relative (differential) video positioning of robots relative to the site, and relative to the aircraft (tower). To coordinate the work of robots from an aircraft (tower), it is not always necessary to know the coordinates of the most suspended platform with a tracking device. Perhaps accurate (relative) positioning of robots relative to 3 or more special tags, fixed ground objects and other ground robots.
Точные координаты подвесной платформы не является достаточным для точного определения координат наземных роботов. Однако эти координаты (положение и ориентация) могут потребоваться для коррекции проекционных искажений полученных изображений.The exact coordinates of the suspension platform is not sufficient for accurate determination of the coordinates of ground robots. However, these coordinates (position and orientation) may be required to correct the projection distortion of the resulting images.
Возможно пассивное видеонаблюдение при естественном и искусственном освещении. Всепогодность обеспечивает инфракрасное и радиолокационное зрение, пассивные отражатели и активные инфракрасные метки, инфракрасные светодиоды и пр.Perhaps passive video surveillance with natural and artificial lighting. Infrared and radar vision, passive reflectors and active infrared tags, infrared LEDs, etc. provide all-weather performance.
Использование нескольких камер наблюдения над контролируемой территорией (разные комбинации фиксированных и на привязных высотных платформах) повышают надежность, стереоскопическую точность позиционирования, устраняет мертвые зоны (например за и под деревьями).The use of multiple surveillance cameras over a controlled area (different combinations of fixed and tethered high-altitude platforms) increases the reliability, stereoscopic positioning accuracy, eliminates dead zones (for example, behind and under the trees).
Для повышения точности на роботе и на его заряжающем устройстве, на самой земле можно установить легко различимые сверху метки.To improve accuracy on the robot and on its charging device, on the ground itself can be set easily visible marks on top.
Центральный блок расчета, на который поступает информация со всех устройств слежения, определяет координаты и ориентацию контролируемого по меньшей мере одного робота (как относительное (дифференциальное) видеопозиционирование роботов относительно участка, так и относительно устройств (камер) слежения, и, если необходимо, определяет координаты и ориентацию устройств слежения. Причем упомянутый блок выполнен с возможностью передачи управляющих команд и сигналов (в том числе и RF) на роботы, на устройства слежения, на зарядные устройства, а также обеспечивает возможность обменауправляющими и информационными сигналами между ними.The central calculation unit, which receives information from all tracking devices, determines the coordinates and orientation of the monitored at least one robot (both relative (differential) video positioning of robots relative to the site, and relative to tracking devices (cameras), and, if necessary, determines the coordinates and orientation of tracking devices. Moreover, said block is configured to transmit control commands and signals (including RF) to robots, to tracking devices, to charging devices, and also provides the possibility of exchanging control and information signals between them.
Если роботов несколько, то их координация проста - камеры видят всех одновременно, и единая компьютерная система, получающая эту информацию, координирует их взаимное движение. Задать границы контролируемой территории для роботов (например, границу покоса для газонокосилки) можно, обозначив границы на экране компьютерной системы по изображению участка местности (например, при помощи стрелки мыши, или нарисовать сенсорным карандашом или пальцем на экране).If there are several robots, then their coordination is simple - the cameras see everyone at the same time, and a single computer system that receives this information coordinates their mutual movement. You can set the boundaries of the controlled area for robots (for example, the mowing line for the lawn mower) by marking the boundaries on the computer system screen according to the image of the terrain (for example, using the mouse arrow, or draw with a touch pencil or finger on the screen).
Система, реализованная по приложенному способу, работает следующим образом: перед началом работы системы размещают, по меньшей мере, одного робота на контролируемой территории (например, на газоне). Перед началом работы робота над контролируемой территорией размещают устройства слежения (одну или несколько камер) на подвесных платформах или на вышках, причем места и высота подвеса выбираются из условия обеспечения ими обзора всей контролируемой территории.The system, implemented by the applied method, works as follows: before starting the system, at least one robot is placed in a controlled area (for example, on a lawn). Before the robot starts working on the controlled territory, tracking devices (one or several cameras) are placed on the overhead platforms or on the towers, and the places and height of the suspension are selected from the condition that they provide an overview of the entire controlled area.
Также возможно, что устройство слежения в начале работы расположено на земле или на одном из роботов, а затем в процессе работы может взлетать, летать или садиться на вышки для наблюдения за роботами на контролируемой территории.It is also possible that the tracking device at the beginning of work is located on the ground or on one of the robots, and then in the process of work may take off, fly or land on the towers to observe the robots in a controlled area.
Можно также разместить устройства слежения за привязными платформами на земле и на роботах, что позволяет определить взаимное положение и ориентацию устройств слежения на подвесных платформах и роботов, а также более точно определить угол вращения робота и найти положение робота в мертвых зонах камер (под навесами или под деревьями) путем ориентации по потолку навесов или листвы деревьев, видимых сверху над роботом.You can also place tracking devices for tethered platforms on the ground and on robots, which allows you to determine the relative position and orientation of tracking devices on suspended platforms and robots, as well as more accurately determine the angle of rotation of the robot and find the position of the robot in the dead zones of the cameras (under canopies or under trees) by targeting roofing of the sheds or foliage of trees visible from above above the robot.
Кроме того, вместо видимого сигнала можно использовать и другие участки спектра. Причем, сигнал может быть не только естественным, но и сгенерированным роботом или устройством на камере или в иной точке пространства. Можно использовать звуковые, ультразвуковые сигналы, радиолокацию, сенсорные датчики и метки (например, запаховые или химические сигналы или радиоактивность, немного превышающую фоновый уровень (кремниевые пластины, например)).In addition, instead of the visible signal, you can use other parts of the spectrum. Moreover, the signal can be not only natural, but also generated by a robot or a device on a camera or at another point in space. You can use audible, ultrasonic signals, radar, sensory sensors and tags (for example, smell or chemical signals or radioactivity that slightly exceeds the background level (silicon plates, for example)).
Используемая в предложенном способе система наблюдения, способна обнаруживать возникшие препятствия или движущиеся объекты, способна определять степень и качество покоса травы. Она проста в реализации и имеет низкую себестоимость.Used in the proposed method, the observation system, capable of detecting obstacles or moving objects, is able to determine the degree and quality of grass mowing. It is easy to implement and has a low cost.
Предложенный способ можно использовать для широкого класса роботов: автоматизированные газонокосилки, внутрикомнатные роботы-уборщики, трактора, снегоуборочные, мусороуборочные, поливальные машины, машины для перевозки людей и грузов, сельскохозяйственные машины, коммунальная техника, транспорт и прочее. Предложенный способ можно использовать для внеземных роботов на других планетах, например, для марсоходов.The proposed method can be used for a wide range of robots: automated lawn mowers, indoor cleaning robots, tractors, snow removal, garbage, watering machines, vehicles for transporting people and goods, agricultural machinery, municipal equipment, transport and so on. The proposed method can be used for extraterrestrial robots on other planets, for example, for rovers.
Система легко укладывается в рамки «умного» дома или даже «умного» города, позволяя координировать одновременно много действий роботов и других объектов управления, а также решать сразу много задач -например, не только навигации, но и распознавания.The system easily fits into the framework of a “smart” home or even a “smart” city, allowing you to coordinate many actions of robots and other control objects at the same time, as well as solve many tasks at once — for example, not only navigation, but also recognition.
Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, описание изобретения следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.The invention has been disclosed above with reference to a specific embodiment. Other embodiments of the invention that do not change its essence as disclosed in the present description may be obvious to those skilled in the art. Accordingly, the description of the invention should be considered limited in scope only by the following claims.
Claims (5)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015121583A RU2691788C2 (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system |
PCT/RU2015/000773 WO2016195532A1 (en) | 2015-06-05 | 2015-11-13 | System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices |
EP15894383.7A EP3300842B1 (en) | 2015-06-05 | 2015-11-13 | System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices |
US15/576,859 US20180329412A1 (en) | 2015-06-05 | 2015-11-13 | System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015121583A RU2691788C2 (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015121583A RU2015121583A (en) | 2016-12-27 |
RU2015121583A3 RU2015121583A3 (en) | 2019-01-24 |
RU2691788C2 true RU2691788C2 (en) | 2019-06-18 |
Family
ID=57759383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015121583A RU2691788C2 (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2691788C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800212C1 (en) * | 2022-11-24 | 2023-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Точного Земледелия" | Automated system for introducing consumables during field agricultural works |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112485811B (en) * | 2020-11-03 | 2023-09-08 | 中国直升机设计研究所 | Method for measuring movement of outer hanging object of helicopter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2119172C1 (en) * | 1992-12-17 | 1998-09-20 | Тома Юбер | Method of remote control over unmanned underwater craft and device for its implementation |
RU2342284C2 (en) * | 2007-01-26 | 2008-12-27 | Сергей Юрьевич Козьяков | Complex for aviation chemical works |
CN103249386A (en) * | 2010-12-09 | 2013-08-14 | 利拉·班奈迪特·哈比彻 | Device for multisensory stimulation |
RU2012147923A (en) * | 2012-11-12 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРАНЗИСТ ВИДЕО" | METHOD FOR NAVIGATION AND JOINT COORDINATION OF AUTOMATED DEVICES |
-
2015
- 2015-06-05 RU RU2015121583A patent/RU2691788C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2119172C1 (en) * | 1992-12-17 | 1998-09-20 | Тома Юбер | Method of remote control over unmanned underwater craft and device for its implementation |
RU2342284C2 (en) * | 2007-01-26 | 2008-12-27 | Сергей Юрьевич Козьяков | Complex for aviation chemical works |
CN103249386A (en) * | 2010-12-09 | 2013-08-14 | 利拉·班奈迪特·哈比彻 | Device for multisensory stimulation |
RU2012147923A (en) * | 2012-11-12 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРАНЗИСТ ВИДЕО" | METHOD FOR NAVIGATION AND JOINT COORDINATION OF AUTOMATED DEVICES |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800212C1 (en) * | 2022-11-24 | 2023-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Точного Земледелия" | Automated system for introducing consumables during field agricultural works |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015121583A3 (en) | 2019-01-24 |
RU2015121583A (en) | 2016-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2905881T3 (en) | Unmanned aerial vehicle operation method and device | |
US11834173B2 (en) | Anchored aerial countermeasures for rapid deployment and neutralizing of target aerial vehicles | |
EP3119178B1 (en) | Method and system for navigating an agricultural vehicle on a land area | |
EP2772814B1 (en) | Tree metrology system | |
EP2177965B1 (en) | High integrity coordination for multiple off-road machines | |
CN110262534A (en) | A kind of unmanned plane tracking and intercepting system and method for low slow Small object | |
Stefas et al. | Vision-based monitoring of orchards with UAVs | |
CN106919178A (en) | A kind of plant protection unmanned plane autonomous flight Path Optimize Installation and its optimization method | |
CN207319070U (en) | A kind of plant protection unmanned plane autonomous flight Path Optimize Installation | |
CN101968913B (en) | Flame tracing method for forest fire area | |
EP3300842B1 (en) | System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices | |
CN107479554A (en) | Figure air navigation aid is built in robot system and its open air | |
Moeller et al. | Autonomous navigation of an agricultural robot using RTK GPS and Pixhawk | |
CN206057975U (en) | A kind of fault avoidnig device and plant protection unmanned plane | |
KR20160082773A (en) | Drone for aviation disaster prevention | |
CN107783544A (en) | A kind of method for controlling single rotor plant protection unmanned plane avoidance flight | |
CN109270949A (en) | A kind of UAV Flight Control System | |
CN109696920B (en) | Work device, and control method and device thereof | |
WO2020165027A1 (en) | Unmanned aerial vehicle | |
RU2691788C2 (en) | Method for coordination of ground-based mobile automated devices using single centralized control system | |
EP3761136B1 (en) | Control device, mobile body, and program | |
CN104503465A (en) | Method for inspecting power transmission lines on hillside by using unmanned plane | |
WO2022269078A1 (en) | Multi-device agricultural field treatment | |
Hameed et al. | Task and motion planning for selective weed conrol using a team of autonomous vehicles | |
Ehrenfeld et al. | Visual navigation for airborne control of ground robots from tethered platform: creation of the first prototype |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |