?
Организация маршрута анимата на основе визуальных ориентиров и распознавания сцен
Среди природоподобных технологий есть направление, в рамках которого исследуется применение навигационных механизмов насекомых для навигации автономных роботов. Данная работа относится к этому направлению и посвящена использованию этого подхода для решения задач фуражирования и рекогносцировки. В качестве модельного вида взят муравей рода Formica rufa – рыжий лесной муравей. От других видов он отличается тем, что активно использует коллективную фуражировку. Муравей-разведчик этого вида не только запоминает маршрут до пищи, но умеет передавать муравьям-фуражирам сведения о местонахождении пищи, и те самостоятельно, без сопровождающего, могут до нее дойти и вернуться домой. Рассматриваются основные аспекты навигационного механизма муравьев, которые используют для возвращения домой и повторного прохождения пути запомненные ранее визуальные ориентиры и врожденную систему интеграции пути. В основу предлагаемого метода положено запоминание пути по визуальным ориентирам и принципы нечеткого управления. Введена модель описания пути для анимата, состоящая из последовательности сцен. Создан алгоритм, имитирующий поисковое поведение муравья для анимата-разведчика. Разработан набор правил, которые позволяют анимату-последователю перейти от описания маршрута к действиям по его воспроизведению. В основе поведения последователя (фуражира) лежат те же принципы, что и у разведчика, только вместо запоминания сцен он использует процедуру распознавания и сопоставления сцен. Действия аниматов представлены в виде элементарных поведенческих процедур, каждая поведенческая процедура реализована с помощью конечного автомата. Приведены результаты имитационного моделирования для решения задачи фуражировки. Эксперименты проводились с помощью системы моделирования, основанной на фреймворке ROS. Результаты моделирования подтверждают работоспособность и достаточно высокую эффективность предложенного метода. Метод не требует от робота больших вычислительных мощностей и развитых сенсорных возможностей и может также применяться в задачах рекогносцировки и патрулирования.