Базова архітектура мобільної робототехнічної платформи з інтелектуальною системою управління рухом і захистом передачі даних

Abstract

Визначено вимоги до мобільної роботехнічної платформи (МРТП) з інтелектуальною системою управління рухом і захистом передачі даних, основними з яких є забезпечення: зменшення габаритів, енергоспоживання та вартості; дистанційного та інтелектуального автономного управління рухом; криптографічного захисту передачі даних у реальному часі; збереження працездатності в умовах дії зовнішніх чинників; адаптації до вимог замовника; здатність самостійно виконувати завдання в умовах невизначеності зовнішньої обстановки. Запропоновано розробку мобільної роботехнічної платформи виконувати на базі інтегрованого підходу, який охоплює: методи навігації, методи попереднього опрацювання та розпізнавання зображень; сучасні методи та алгоритми інтелектуального управління, штучні нейронні мережі та нечітку логіку; нейроподібні методи криптографічні захисту передачі даних; сучасні компоненти та сучасну елементну базу; методи інтелектуального опрацювання та оцінювання даних із давачів в умовах завад і неповної інформації; методи та засоби автоматизованого проектування апаратних і програмних засобів МРТП. Вибрано для розроблення мобільної робототехнічної платформи з інтелектуальною системою управління та криптографічним захистом передачі даних такі принципи: ієрархічності побудови інтелектуальної системи управління; системності; змінного складу обладнання; модульності; відкритості програмного забезпечення; сумісності; спеціалізації та адаптації апаратно-програмних засобів до структури алгоритмів опрацювання та захисту даних; використання комплексу базових проектних рішень. Розроблено базову архітектуру мобільної роботехнічної платформи з інтелектуальною системою управління рухом і захистом передачі даних, яка є основою для побудови мобільних роботехнічних платформ із заданими техніко-експлуатаційними параметрами. З метою реалізації нейроподібних засобів вдосконалено метод таблично-алгоритмічного обчислення скалярного добутку, який за рахунок одночасного формування k макрочасткових добутків забезпечує зменшення в k рази часу обчислення скалярного добутку.The requirements for a mobile robotic platform (MRP) with an intelligent traffic control system and data transmission protection are determined. Main requirements are the reduction of dimensions, energy consumption, and cost; remote and intelligent autonomous traffic control; real-time cryptographic data protection; preservation of working capacity in the conditions of action of external factors; adaptation to customer requirements; ability to perform tasks independently in conditions of uncertainty of the external environment. It is proposed to develop a mobile robotic platform based on an integrated approach including: navigation methods, methods of pre-processing and image recognition; modern methods and algorithms of intelligent control, artificial neural networks, and fuzzy logic; neuro-like methods of cryptographic data transmission protection; modern components and modern element base; methods of intellectual processing and evaluation of data from sensors in the conditions of interference and incomplete information; methods and means of automated design of MRP hardware and software. The following principles were chosen for the development of a mobile robotic platform with an intelligent control system and cryptographic protection of data transmission: hierarchical construction of an intelligent control system; systematicity; variable composition of equipment; modularity; software openness; compatibility; specialization and adaptation of hardware and software to the structure of algorithms for data processing and protection; use of a set of basic design solutions. The basic architecture of a mobile robotic platform with an intelligent traffic control system and data transmission protection has been developed, which is the basis for the construction of mobile robotic platforms with specified technical and operational parameters. To implement neuro-like tools, the method of tabular-algorithmic calculation of the scalar product was improved, which due to the simultaneous formation of k macroparticle products provides k times reduction of the time of the scalar product calculation