Научная статья на тему 'АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ'

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
44
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ / ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ / ROS / ROBOTIC SYSTEMS / SOFTWARE

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Смоляков М.В., Фролов А.И., Волков В.Н.

Статья посвящена анализу существующих систем разработки мобильных робототехнических систем. Данные программные пакеты позволяют быстро разрабатывать и отлаживать алгоритмы управления робототехнических комплексов. В статье проведен детальный анализ существующих программных решений. В данной работе также приведены рекомендации по выбору оптимальной программной платформы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF EXISTING SYSTEMS FOR THE DEVELOPMENT OF ROBOTIC COMPLEXES

The article is devoted to the analysis of existing systems for the development of mobile robotic systems. These software packages allow you to quickly develop and debug control algorithms robot systems. The article contains a detailed analysis of existing software solutions. This paper also provides guidelines for choosing the optimal software platform.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ»

по снижению себестоимости готовой продукции с учетом жесткой конкуренции и неопределенности товарных рынков должна иметь четкий механизм реализации на каждом этапе бизнеса. Поэтому, своевременный анализ себестоимости позволяет проводить текущее планирование хозяйственной работы, реализовать эффективные мероприятия по снижению расходов на производство и сбыт готовой продукции, что возможно даст определенный финансовый эффект, но не решит все хозяйственные проблемы организации сразу.

Использованные источники:

1.Ковалев В.В., Волкова О.Н. //Анализ хозяйственной деятельности предприятия. Учебник. — M.: OOO «ТК Велби», 2017.— 424 с.

2.Кантор Е. Л., Маховикова Г. А., Кантор В. Е. //Экономика предприятия. — СПб.: Питер, 2017. — 224 с.: ил. — Серия «Завтра экзамен»).

3.Сергеев И. В., Веретенникова И. И. // Экономика организаций (предприятий): учеб. / под ред. И. В. Сергеева.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2017.-560 с.

УДК 004.896

Смоляков М.В. аспирант 4 курс институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий Фролов А.И., к.т.н. доцент кафедры программной инженерии

Волков В.Н., к.т.н. доцент кафедры информационных систем ФГБОУВО «Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева»

Россия, г. Орел АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Аннотация. Статья посвящена анализу существующих систем разработки мобильных робототехнических систем. Данные программные пакеты позволяют быстро разрабатывать и отлаживать алгоритмы управления робототехнических комплексов. В статье проведен детальный анализ существующих программных решений. В данной работе также приведены рекомендации по выбору оптимальной программной платформы.

Ключевые слова: робототехнические системы, программное обеспечение, ROS.

А

Smolyakov M. V. postgraduate

4th year student of institute of Instrument Engineering, Automation and

Information Technologies Frolov A.I.

Ph.D., assistant professor of the Department of Software Engineering

Volkov V.N.

Ph.D., assistant professor of the Department of Information Systems

Orel State University Russia, Orel

ANALYSIS OF EXISTING SYSTEMS FOR THE DEVELOPMENT OF

ROBOTIC COMPLEXES

Abstract. The article is devoted to the analysis of existing systems for the development of mobile robotic systems. These software packages allow you to quickly develop and debug control algorithms robot systems. The article contains a detailed analysis of existing software solutions. This paper also provides guidelines for choosing the optimal software platform.

Keywords: robotic systems, software, ROS.

В ходе исследований был произведен анализ программного обеспечения, необходимого для разработки программного пакета робототехнической системы для позиционирования в условиях неопределенности. Данный пакет состоит из программной платформы (фреймворк) и совокупности библиотек. Библиотеки состоят из набора классов с реализованными методами, позволяющих разработчику реализовывать эффективные алгоритмы, связанные с искусственным интеллектом и позиционирование в условиях неопределенности:

- принятие решений на основе априорной информации;

- прогнозирование возможных изменений окружающей среды.

При проведении исследовательской работы были изучены следующие

наиболее популярные программные решения для разработки, управления и программирования робототехнических комплексов:

1. Robot Operating System (ROS) - программная платформа для программирования робототехнических комплексов. Данный фреймворк является мета-операционной системой. ROS обеспечивает стандартные службы операционной системы: низкоуровневый контроль устройств, реализацию часто используемых функций, аппаратную абстракцию, передачу сообщений между процессами, управление пакетами. ROS является системой с открытым исходным кодом и выпускается в соответствии с условиями BSD-лицензии. ROS бесплатен для использования, как в исследовательской, так и в коммерческой деятельности. Данная программная платформа имеет архитектуру графов, в которой обработка информации происходит в вершинах, которые могут получать и передавать сообщения между собой. ROS имеет две составляющие: стороны

операционной системы и набор поддерживаемых пользователем пакетов (стек), которые реализуют различные алгоритмы, применяемые в робототехнике.

2. Universal real-time behavior interface (URBI) - кросс-платформенный фреймворк, используемый для разработки приложений для робототехники. Распространяется под лицензией GNUAGPL. URBI базируется на распределенной архитектуре UObject. Она включает специальный скриптовый язык, который является параллельным и событийным и может использоваться для объединения высокопроизводительных С++ компонентов в единую функциональную систему.

3. Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS) - среда разработки приложений для роботизированных платформ. MRDS представляет собой среду для управления и робототехнических комплексов и их симуляции. Данный фреймворк ориентирован для Windows-систем и имеет закрытые исходные коды.

Существует большое множество других программных платформ для разработки (управления) робототехнических комплексов: Open Robot Control Software project, Player, Robot Learning and Behavior Control System и т.д. В большей степени данные аппаратные платформы представляют собой совокупности библиотек на языке высокого уровня, не имеют графические инструменты для разработки и отладки, в следствии чего являются не столь популярными на рынке и плохомасштабируемыми (не поддерживают внедрение пользовательских пакетов).

В ходе проведения исследовательской работы был проведен анализ фреймворков ROS266, URBI, MRDS267 и выявлены преимущества и недостатки каждого из них. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Преимущества и недостатки фреймворков, изученных в ходе исследования

Программная платформа (фреймворк) Преимущества Недостатки

1 2 3

ROS Обеспечивает стандартные службы операционной системы. Наличие большого спектра поддерживаемых пользователями пакетов, используемых в робототехнике. Использование архитектуры на графах. Не является системой реального времени. Работа только под ЦЫГХ-подобными системами.

266 Lentin Joseph. Robot Operating System (ROS) for Absolute Beginners: Robotics Programming Made Easy Apress, 2018. - ISBN 9781484234051.

267 Kyle Johns, Trevor Taylor. Wrox Professional Microsoft Robotics Developer Studio. Wrox, 2008. - ISBN 9780470141076.

Независимость от языка программирования. Наличие встроенного фреймворка для тестирования. Большая масштабируемость. Наличие BSD-лицензии с открытым исходным кодом. Возможность использования, как в исследовательских, так и в коммерческих проектах. Большой спектр поддерживаемых роботов. Поддержка повторного использования кода в разработке робототехнических комплексов и программных системах.

URBI Кросс-платформенная открытая платформа. Наличие компонентной архитектуры. Наличие параллельно-событийного скриптового языка. Агрегирование высокопроизводительных алгоритмов, написанных на языке С++. Высокий уровень абстракции для программистов. Возможность прототипного программирования. Лицензия GNU AGPL v3 (наличие открытых исходных кодов)268. Наличие модуля, обеспечивающего взаимодействие URBI и Arduino. Наличие большой документации и поддержки большого спектра робототехнических комплексов. Наличие объектов для роботов, отвечающих за распознавание речи, распознавание лиц и т.д. Требование к изучению новых языков, не только с точки зрения синтаксиса, но и в терминах параллельной (событийной) парадигмы. Отсутствие собственного симулятора, а сторонние стоят дорого. Сложность в разработке UObject-компонентов, вследствие чего плохая масштабируемость.

MRDS Поддержка большого спектра аппаратных платформ. Наличие мощных инструментов визуального программирования и виртуальной симуляции физических процессов. Наличие языка визуального программирования и независимо исполняемых сервисов. Упрощенный доступ к датчикам и исполнительным механизмам робототехнического комплекса. Поддержка модульности. Закрытые исходные коды. Функционирование только под ОС Windows. Нет встроенных систем искусственного интеллекта (компьютерное зрение, глубинное обучение, навигация). Система не эффективно работает в режиме реального времени.

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что наиболее приемлемым программным пакетом является Robot Operating System.

268 М. Брауде-Золотарев, Г. Гребнев, П. Протасов, А. Ралько, Е. Сербина. Свободное программное обеспечение в организации. Сборник материалов / М. Брауде-Золотарев. — 3-е. — : «Интернет-

Полиграфия» INFO-FOSS.RU, 22.09.2008. — 124 с

Использованные источники:

1. Lentin Joseph. Robot Operating System (ROS) for Absolute Beginners: Robotics Programming Made Easy. — Apress, 2018. — ISBN 9781484234051.

2. Kyle Johns, Trevor Taylor. Wrox Professional Microsoft Robotics Developer Studio. Wrox, 2008. - ISBN 9780470141076.

3. М. Брауде-Золотарев, Г. Гребнев, П. Протасов, А. Ралько, Е. Сербина. Свободное программное обеспечение в организации. Сборник материалов / М. Брауде-Золотарев. — 3-е. — : «Интернет-Полиграфия» INFO-FOSS.RU, 22.09.2008. — 124 с.

УДК 504.062

Соколов А.Н.

аспирант кафедры природопользования «Национальный исследовательский Томский государственный

университет», г. Томск, Россия. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация: Статья посвящена оценке состоянию водных объектов на территории Томской области. Приведены 23 пункта контроля за качеством водных объектов. Рассматриваются причины повыше некоторых загрязняющих компонентов.

Ключевые слова: НФПР, ХПК, БПК, Железо общее.

Sokolov A.N.

graduate student of the department of environmental management "National Research Tomsk State University ", Tomsk, Russia.

ASSESSMENT OF THE STATE OF WATER BODIES OF THE

TOMSK REGION

Annotation: The article is devoted to assessing the state of water bodies in the territory of the Tomsk region. There are 23 points of control over the quality of water bodies. Causes are considered above some polluting components.

Key words: NFPR, COD, BOD, Common iron.

На территории Томской области расположено около 18 100 рек общей протяженностью 95 тыс. км, 112 900 озер площадью водного зеркала 4451 км2, более 1,5 тыс. болот, более 170 прудов и водохранилищ. Общая площадь поверхностных водных объектов составляет около 2,5 % площади области. Обеспеченность населения области ресурсами поверхностных и подземных вод неограниченна.

Наблюдение за состоянием поверхностных вод на территории Томской области в 2016-2017 гг. осуществлялось Томский Центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды — филиалом ФГБУ «Западно-Сибирское Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (в 23 створах). Значение коэффициента комплексности загрязненности воды в наблюдаемых водных объектах свидетельствует

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.