"ГОСТ Р 60.6.0.3-2024. Национальный стандарт Российской Федерации. Роботы и робототехнические устройства. Навигация роботов. Термины и определения"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 20.11.2024 N 1715-ст)

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным научным учреждением "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 ноября 2024 г. N 1715-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Требования стандартов комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов, узлов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: "Общие положения, основные понятия, термины и определения", "Технические и эксплуатационные характеристики", "Безопасность", "Виды и методы испытаний", "Механические интерфейсы", "Электрические интерфейсы", "Коммуникационные интерфейсы", "Методы моделирования и программирования", "Методы построения траектории движения (навигация)", "Конструктивные элементы". Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации - промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам, сервисным мобильным роботам, а также к морским робототехническим комплексам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Общие положения, основные понятия, термины и определения" и распространяется на мобильные роботы.

Настоящий стандарт определяет основные понятия и термины, используемые в отношении навигации мобильных роботов.

Термины расположены в алфавитном порядке. Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.

Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два (три, четыре и т.д.) термина, имеющие общие терминоэлементы.

Настоящий стандарт определяет термины в области навигации роботов.

1 адаптивный алгоритм локализации: Алгоритм для локализации робота на карте, заключающийся в том, что исходно формируется несколько гипотез о вероятном положении робота, а по мере движения робота за счет сопоставления карты с наблюдаемыми данными множество предполагаемых позиций робота сходится к локальной точке, считающейся истинным местоположением робота в пространстве.

2 акустическая навигация: Навигация с использованием ультразвуковых датчиков или гидроакустических систем.

3

4 глобальная навигация: Навигация в глобальной системе координат с использованием технологий спутниковой, астрономической, магнитной и иных видов навигации, позволяющая определять абсолютные координаты местоположения робота.

5 граф: Топологическая модель, которая состоит из множества вершин и множества соединяющих их ребер.

6 движение по ключевым точкам: Способ представления маршрута робота в виде последовательности координат ключевых точек и организации движения по этому маршруту.

7 динамическая среда: Среда, окружающая робот, обладающая изменяющимися с течением времени физическими параметрами, неоднородностями и объектами (препятствиями).

8

9

10

11

12 ключевая точка: Точка маршрута, в которой необходимо изменить скорость, режим или направление движения.

13

14 локальная навигация: Навигация с использованием локальных систем позиционирования, позволяющих определять координаты робота по отношению к некоторой заданной начальной точке при движении по маршруту к целевой точке.

15 локальная позиционная система; ЛПС: Система навигации, которая использует для определения положения робота внутри ограниченной области локальные сенсоры и маяки, такие как датчики расстояния, камеры, инфракрасные датчики и другие устройства для определения положения робота относительно окружающих объектов.

16

17 метод наведения: Алгоритм сближения робота с целью, который, в зависимости от координат и параметров движения робота и цели, определяет движение, обеспечивающее выход робота в целевую точку.

18 метод потенциальных полей: Метод локализации и организации управляемого движения робота вдоль силовых линий виртуального потенциального поля, при котором потенциальная функция поля отражает целевую точку движения, а также конфигурацию и форму препятствий.

Примечание - Потенциальное поле рассчитывается исходя из имеющейся математической модели рабочего пространства робота, в которой цель представляется притягивающим векторным полем, в то время как препятствия - отталкивающим полем.

19 модельная навигационная система: Система, используемая для моделирования и тестирования навигационных алгоритмов и стратегий без реального робота.

20 навигационная система: Совокупность приборов и программного обеспечения, позволяющих произвести ориентирование робота в пространстве.

Примечание - Навигационные системы обеспечивают ориентацию робота с помощью карт в различных форматах, определения местоположения посредством датчиков или внешних источников, информации от других объектов.

21

22 навигация без карты: Процесс навигации, не использующий явного представления о пространстве, в котором должна происходить навигация, а использующий распознавание объектов, найденных в окружающей среде с помощью датчиков различной физической природы.

23 навигация по карте: Процесс навигации, зависящий от созданных пользователем геометрических моделей или топологических карт окружающей среды.

24

25 начальная точка: Координаты исходной точки маршрута робота.

26

27

28 ОЛПК на основе графов: Методы ОЛПК использующие граф, узлы которого соответствуют позициям робота в разные моменты времени, а ребра представляют собой пространственные ограничения, связывающие положения робота.

Примечание - Ограничения состоят в распределении вероятностей относительного преобразования между пространственными расположениями. Используя граф, построенный на основе измерений датчиков, система определяет наиболее вероятную конфигурацию пространственных расположений с учетом ребер графа. Одним из наиболее популярных подходов к ОЛПК на основе графов является метод отображения в реальном времени, основанный на инкрементном детекторе замыкания цикла на основе визуальных образов.

29 ОЛПК на основе распознавания характерных объектов: Методы ОЛПК, использующие легко идентифицируемые элементы в окружающей среде и создающие представление об окружающем пространстве с учетом местоположения этих ориентиров.

30 ОЛПК, основанные на визуальных образах: Методы ОЛПК, основанные на поиске и сопоставлении визуальных данных сенсоров с базой данных визуальных образов.

31 ОЛПК, основанные на сетке ячеек: Методы ОЛПК, основанные на разбиении окружающего пространства на сетку ячеек определенного размера, при этом каждая ячейка может быть занята препятствием, не занята или не исследована.

32 ОЛПК семантические: Методы ОЛПК, основанные на представлении среды в виде семантических карт, связывающих семантические концепции с объектами в окружающей среде.

33 ОЛПК топологические: Методы ОЛПК, основанные на графоподобных описаниях окружающей среды (топологических картах).

Примечание - В топологическом описании узлы могут соответствовать значимым местам, которые легко различить. Основополагающей идеей этого подхода было то, что люди и животные не создают точных карт окружающей среды, в которой они находятся. Как правило, эти методы подходят для навигации в простых средах и применять их в более сложных и больших средах затруднительно.

34 опорная поверхность: Поверхность, на которой размещается робот или относительно которой он определяет расположение других объектов в окружающей среде.

35 определение положения: Определение текущего положения робота в пространстве относительно объектов окружающей среды и других объектов с помощью различных датчиков, таких как гироскопы, акселерометры, компасы, системы видеонаблюдения и др.

36 оптическая навигация: Навигация на основе машинного зрения, использующая оптические датчики, в том числе лазерный дальномер и фотометрические камеры с ПЗС-матрицами, и алгоритмы компьютерного зрения для извлечения визуальных признаков, необходимых для локализации в окружающей среде.

37 ориентир: Заметный неподвижный объект (естественный или искусственный) или элемент рельефа, позволяющий роботу определить свое местоположение.

38 персональная навигация: Позиционирование роботом отдельных частей своей конструкции при взаимодействии с близлежащими предметами.

39

40 планирование маршрута: Вычислительная задача по нахождению маршрута робота с учетом препятствий и ограничений.

41 планирование перемещения: Вычислительная задача по нахождению последовательности ключевых точек положения робота, обеспечивающих его перемещение от начальной точки к целевой точке относительно объектов окружающей среды, в том числе относительно опорной поверхности.

42

43 приведение объекта: Управление роботом, обеспечивающее занятие роботом желаемого положения по одной или нескольким пространственным координатам.

44

45 радиолокационная навигация: Навигация с использованием систем, способных принимать и обрабатывать радиосигналы от радиомаяков.

46 система предотвращения столкновений: Система обнаружения препятствий на пути робота и формирования требуемых для выполнения задачи реакций со стороны системы управления движением робота.

47 сопровождение объекта: Процесс отслеживания заданного объекта.

48 стыковка с объектом: Процесс сближения с заданным объектом и установления с ним физического контакта.

49

50

51

52 целевая точка: Координаты конечной точки маршрута робота.