Устройство для координации автоматизированных устройств
Изобретение относится к способам управления автоматизированных устройств. Устройство содержит летательное или расположенное на вышке средство, на котором установлен блок для определения координат летательного средства соединенный с возможностью обмена информацией с блоком, определяющим координаты контролируемого, по меньшей мере, одного автоматизированного устройства, причем упомянутый блок выполнен с возможностью приема передачи управляющих команд на контролируемое, по меньшей мере, одно автоматизированное устройство. Изобретение упрощает управление автоматизированным средством и повышает определения его координат.
Полезная модель относится к устройствам для управления автоматизированными устройствами и может быть использована при координации роботизированных садовых машин, например газонокосилок.
Одной из главных проблем видеонавигаци, координации и управления роботами-газонокосилками является отсутствие дешевой и надежной системы навигации и взаимной координации действий.
Например, для того, чтобы робот-газонокосилка не убежал за пределы территории для покоса травы, ее нужно обтянуть проволокой. Система навигации большинства коммерческих роботов - случайное блуждание (см. http://www.3dnews.ru/tags/%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%BA% D0%B0).
Последнее время предлагаются системы инфракрасных заборов или меток. Также возможна система наземных радио-маяков. Но все это довольно дорого и сложно.
Недавно появились наиболее передовые системы, основанные на DGPS. DGPS нужно, поскольку обычная GPS не дает достаточной точности позиционирования. Но у этой самой передовой системы есть проблемы. Во-первых, сигнал GPS вблизи домов может экранироваться, переотражаться да и просто глушиться помехами или преднамеренно. Это приводит к нарушению координации робота. Во-вторых, нам необходимо померить координаты границы территории покоса и указать их роботу, что трудоемко. В-третьих, DGPS дает координаты, но не ориентацию робота. В-четвертых, она ориентируется на абстрактные координаты, а не реальное окружение робота. Так, если появится стационарное или движущееся препятствие (собака, ребенок), то DGPS его не обнаружит. В-пятых, DGPS не знает, где на участке есть трава, которая не еще покошена. В-шестых, только с DGPS сложно организовать взаимную координацию роботов, которые не знают взаимного положения и должны иметь сложную систему взаимного обнаружения и обмена сигналами. В-седьмых, такая система дорога.
Многие из этих проблем решил бы видео-навигатор, установленный на роботе. Но это имеет массу проблем - такой навигатор имеет ограниченную зону видимости, которую можно преодолеть лишь установкой большого количества камер или камер с широкой зоной видимости. Это сложно и дорого. Кроме того, нужно устанавливать много сложных наземных меток, которые должны быть хорошо различимы. Естественные природные внешние ориентиры не всегда имеют эти свойства. Нужно явно пометить наземными метками территорию покоса. Взаимная координация роботов опять сложна.
На решение данных проблем и устранение указанных недостатков, и направленно предложенное решение.
При реализации полезной модели упрощается управление автоматизированным средством и повышается точность определения его координат.
Для достижения указанного технического результата предложено устройство для координации автоматизированных устройств, содержащие летательное или расположенное на вышке средство, на котором установлен блок для определения координат летательного средства соединенный с возможностью обмена информацией с блоком, определяющим координаты контролируемого, по меньшей мере, одного автоматизированного устройства, причем упомянутый блок выполнен с возможностью приема передачи управляющих команд на контролируемое, по меньшей мере, одно автоматизированное устройство.
Полезная модель поясняется следующим рисунком, на котором изображен один из возможных вариантов реализации предложенного устройства. На рисунке изображены: воздушный зонд с камерой; метки на земле и на роботе-газонокосилке; естественный ориентир - куст.
Устройство для координации автоматизированных устройств, установлено на летательном средстве или вышке и содержит блок для определения координат летательного средства или вышки соединенный с возможностью обмена информацией с блоком, определяющим координаты контролируемого, автоматизированного устройства, причем упомянутый блок выполнен с возможностью приема передачи управляющих команд на контролируемое автоматизированное устройство.
Предложенное устройство используется следующим образом вначале размещают, по меньшей мере, одно автоматизированное устройство (робот газонокосилку) на контролируемой территории (газон). Перед началом работы автоматизированного устройства над контролируемой территорией размещают устройство слежения (камеру). Данное на летательном средстве в качестве, которого может быть выбран шар зонд или беспилотный аппарат типа вертолета, также возможно размещение указанного средства на вышке, причем высота вышки выбирается из условия обзора с нее всей контролируемой территории. Само устройство выполнено с возможностью приема передачи управляющего сигнала от и на автоматизированное устройство, а также с возможностью определения координат летательного средства. Устройство также может обмениваться с роботами сигналами, в том числе и RF. Камера наблюдает робота, и находит его положение относительно себя. На роботе и на его заряжающем устройстве можно установить легко различимые сверху метки. Если роботов несколько, то их взаимная координация проста -камера видит всех их одновременно и компьютерная система, получающая эту информацию, легко скоординирует их взаимное движение. Задать границы покоса для робота газонокосилки можно обозначив границы на экране компьютерной системы при помощи стрелки мыши, или нарисовать сенсорным карандашом или пальцем на экране.
Кроме того, вместо видимого сигнала можно использовать и другие участки спектра, причем принимаемый сигнал может быть не только естественным, но и сгенерированный роботом или устройством на камере или в иной точке пространства. Можно использовать и звуковые сигналы, запаховые или химические сигналы или радиоактивность, немного превышающую фоновый уровень (кремниевые пластины, например).
Система легко видит препятствия или движущиеся объекты, определяет степень и качество покоса травы. Она проста и имеет низкую себестоимость.
Данную систему можно использовать для широкого класса роботов -автоматизированные газонокосилки, внутрикомнатные роботы-уборшики, трактора, снегоуборочные, мусороуборочные, поливальные машины, машины для перевозки людей и грузов. И даже внеземных роботов на другие планеты, например марсоходы.
Система легко укладывается в рамки «умного» дома или даже «умного» города, позволяя координировать одновременно много действий, роботов и объектов, а также решать сразу много задач - например, не только навигации, но и распознавания.
Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, описание полезной модели следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой полезной модели.
Устройство для координации автоматизированных устройств, содержащее летательное или расположенное на вышке средство, на котором установлен блок для определения координат летательного средства, соединенный с возможностью обмена информацией с блоком, определяющим координаты контролируемого, по меньшей мере, одного автоматизированного устройства, причем упомянутый блок выполнен с возможностью приема передачи управляющих команд на контролируемое, по меньшей мере, одно автоматизированное устройство.
