ЖУРНАЛ СТА 4/1997

96 4/97 РАЗРАБОТКИ РОБОТЫ тербург), в рамках работ по созданию интеллектуального роботапланетохо- да, предназначенного для исследова- ния поверхности других планет, в част- ности, Марса, а также НИИ спецмаши- ностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках работ по созданию роботов специального назначения. На рис. 3 показана обобщенная струк- турная схема многопроцессорной рас- пределенной системы управления ИМР. В ее состав входят четыре основные подсистемы, а именно: ● подсистема восприятия информа- ции, ● подсистема планирования движения, ● навигационная подсистема и ● исполнительная подсистема. Каждая из этих подсистем представ- ляет собой самостоятельное вычисли- тельное устройство, координация ра- боты которых осуществляется с помо- щью центрального процессора. Рассмотрим более подробно один из реализованных вариантов многопро- цессорной системы управления ИМР. В качестве базовых были использованы вычислительные блоки, выпускаемые фирмой Advantech. Этот выбор объяс- няется компактностью и высокой на- дежностью аппаратных узлов, произво- димых данной фирмой, что позволило обеспечить компактность и надежность системы управления ИМР в целом. В качестве центрального процессора в системе используется процессорный модуль на базе процессора 486DX266. На него возлагаются функции коорди- нации работы отдельных подсистем, а также функции накопления и коррек- тировки базы знаний робота о среде. Функции обработки сенсорной инфор- мации (дальнометрической и телеви- зионной) возлагаются в системе на два процессорных модуля, каждый из кото- рых включает в себя плату сопряжения с соответствующим источником ин- формации (телевизионной камерой или сканирующим лазерным дально- мером) и плату обработки на базе сиг- нального процессора TMS320. Особенность системы заключается в том, что задача планирования движения ИМР к цели решается в ней с помощью однородной нейроподобной структуры (ОНС), построенной на базе оригиналь- ных СБИС фрагмента ОНС (разработ- чик —НИИ многопроцессорных вычис- лительных систем при ТРТУ, г. Таганрог, изготовитель — НИИ точных техноло- гий, г. Зеленоград). Необходимость ис- пользования ОНС с параллельным прин- ципом обработки информации вызвана тем обстоятельством, что процессоры последовательного типа не справляются с решением задачи планирования дви- жения в реальном времени. Так, напри- мер, время решения данной задачи на процессоре типа 486DX266 составляет до 5 с, в то время как время ее решения при скорости движения ИМР в 15 км/ч должно составлять не более 0,24 с. Плата ОНС содержит 4096 элементар- ных нейропроцессоров, объединенных в одно решающее поле и реализован- ных с помощью 32 СБИС фрагмента ОНС. С помощью ОНС параллельно анализируются всевозможные вариан- ты движения ИМР к цели и выбирается оптимальный, исходя из имеющейся в текущий момент времени в базе зна- ний информации о среде движения. Все устройства, входящие в состав сис- темы, связаны с центральным процес- сором по шине ISA, для чего использу- ется пассивная объединительная плата фирмы Advantech, рассчитанная на 12 посадочных мест. Питание системы осуществляется с помощью блока пита- ния PS150/DC24, преобразующего бор- товое напряжение 24 В в напряжения, необходимые для работы отдельных обрабатывающих узлов. В целом система работает следующим образом. На основе информации, по- ступающей в текущий момент времени от сенсорного датчика (сканирующего лазерного дальномера или TVкамеры), соответствующий процессорный мо- дуль строит модель проходимости ви- димой в текущий момент времени об- ласти среды, каждому участку которой ставится в соответствие интегральный признак, определяющий трудность его прохождения для робота. После того как данная модель сформирована, про- цессорный модуль формирует запрос в центральный процессор, по которо- му последний переходит на подпро- грамму считывания построенной моде- ли. С помощью специального алгоритма центральный процессор «накладывает» модель осмотренного участка на соз- данную ранее иерархическую модель среды движения ИМР, привязанную к координатам текущего положения ИМР и составляющую его базу знаний о среде. После этого ЦП переходит к основ- ной программе обработки, суть кото- рой заключается в следующем. Модель среды движения, хранящаяся в базе зна- ний, отображается в ОНС, где парал- лельно разыгрываются всевозможные варианты траекторий движения ИМР к цели и выбирается оптимальный, ин- формация о котором передается обрат- но в ЦП. Последний, на основании хра- Рис. 3. Обобщенная структурная схема многопроцессорной распределенной системы управления ИМР