Autonóm földi, légi és vízi robotok korszerű irányításelmélete és mesterséges intelligencia eszközei = Advanced Control Theory and Artificial Intelligence Techniques of Autonomous Ground, Aerial, and Marine Robots

摘要

Módszereket dolgoztunk ki autonóm földi, légi és vízi járművek (robotok) egységes elveken alapuló modellezésére. Algoritmusokat fejlesztettünk ki járművek és formációban haladó járműegyüttesek stabil irányítására. Módszereket dolgoztunk ki nemsima nemlinearitásokat tartalmazó robotok és más mechanikai rendszerek modellezésére, identifikációjára és robusztus irányítására. Mozgástervezési és koordinálási algoritmusokat fejlesztettünk ki multiágensű rendszerek számára korlátozások jelenlétében a játékelmélet, a megerősítéses tanulás és a számítási intelligencia bevonásával. Modellezési eljárást és irányítási algoritmusokat dolgoztunk ki alulaktuált földi járművek és más mechanikai rendszerek számára lineáris korlátozások esetén. Megmutattuk, hogy időskálázással bővíthető a linearizálható dinamikus rendszerek osztálya. Algoritmust adtunk aktív alsó végtagprotézis szabályozására. Hiperredundáns robotok mozgástervezésére új elvű eljárást fejlesztettünk ki. Mozgásanalízisen és sztereótechnikán alapuló módszereket fejlesztettünk ki általános képfeldolgozási feladatok megoldására és beltéri járművek térbeli pozíciójának és orientációjának meghatározására valós időben. Új módszertant dolgoztunk ki diszkrét eseményű rendszerek többszintű modellezésére és felügyeleti irányítására. Módszert dolgoztunk ki navigációs szenzorok fúziójára és az állapotváltozók nagy pontosságú becslésére. Mintarendszert fejlesztettünk beltéri helikopterek irányítási algoritmusainak valós idejű vizsgálatára. | Methods were elaborated for modeling autonomous ground, aerial and marine vehicles (robots) based on uniform concepts. Algorithms were developed for stable control of vehicles and their ensembles moving in formation. For robots and other mechanical systems containing nonsmooth nonlinearities new methods were elaborated for modeling, identification and robust control. Motion design and coordination algorithms were developed for constrained multiagent systems based on game theory, reinforcement learning and computational intellegence. Modeling methods and control algorithms were elaborated for underactuated ground vehicles and other mechatronic systems under linear constraints. It was shown that using timescaling the class of linearizable dynamic systems can be extended. An algorithm was developed for the control of an active lower limb prosthetic. A novel method was elaborated for the motion design of hyperredundant robots. Methods based on motion analysis and stereo technique were developed for solving general image processing tasks and determining the position and orientation of indoor vehicles in real time. For discrete event systems a new methodology was given for the multilevel modeling and supervisory control. Methods were elaborated for the fusion of navigation sensors and the high-precision state estimation. A system of 3 indoor helicopters were developed for the investigation of control algorithms in real time.