"ГОСТ Р 60.0.0.5-2019/ИСО 19649:2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Роботы и робототехнические устройства. Мобильные роботы. Термины и определения"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 17.10.2019 N 1019-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным автономным научным учреждением "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 октября 2019 г. N 1019-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 19649:2017 "Мобильные роботы - Словарь" (ISO 19649:2017 "Mobile robots - Vocabulary", IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5) и для увязки с наименованиями, принятыми в существующем комплексе национальных стандартов Российской Федерации

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботов 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 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 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 и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Общие положения, основные понятия, термины и определения" и распространяется на мобильные платформы и мобильных роботов. Он идентичен международному стандарту ИСО 19649:2017, разработанному техническим комитетом ИСО/ТК 299 "Робототехника".

Настоящий стандарт определяет термины, относящиеся к мобильным роботам, которые перемещаются по твердой поверхности и работают в приложениях, связанных как с промышленными роботами, так и с сервисными роботами. Он определяет термины, используемые для описания мобильности, передвижения и других аспектов, связанных с мобильными роботами.

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

В настоящем стандарте применены приведенные ниже термины и определения. ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для использования в документах по стандартизации по следующим адресам:

- платформа ИСО для онлайн-просмотра доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.iso.org/obp;

- Electropedia МЭК доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.electropedia.org.

3.1.1

--------------------------------

<*> Помимо манипуляторов на мобильной платформе может быть установлена и другая целевая нагрузка, соответствующая функциональному назначению мобильного робота, например грузовая платформа, функциональный модуль и др.

3.1.2

3.1.3 мобильность (mobility): Способность мобильной платформы (3.1.2) перемещаться во внешней среде.

Примечание - Мобильность может быть использована в качестве меры, например всенаправленный мобильный механизм (3.3.6) обычно обладает более высокой мобильностью, чем колесный механизм с дифференциальным приводом (3.3.7).

3.1.4 руление (steering): Управление направлением передвижения мобильной платформы (3.1.2).

3.1.5

3.1.6 начальная конфигурация (эталонная конфигурация) [alignment configuration (reference configuration)]: Заданная конфигурация (3.1.5) мобильной платформы (3.1.2), определенная изготовителем.

3.1.7

3.1.8 площадь контакта с поверхностью перемещения (площадь контакта с землей) [travel surface contact area (ground contact area)]: Площадь соприкосновения одного или нескольких колес, гусениц или ног, одновременно находящихся в контакте с поверхностью перемещения (3.1.7).

3.1.9 опорный многоугольник (support polygon): Выпуклая оболочка всех площадей контакта с поверхностью перемещения (3.1.8).

3.1.10 передвижение (locomotion): Автономное перемещение мобильной платформы (3.1.2).

3.1.11 турель (turret): Вращающаяся конструкция, установленная на мобильной платформе (3.1.2) для обеспечения независимой ориентации закрепленным на ней устройствам.

3.2.1 подвеска (suspension): Система или конструкция, которая предназначена для погашения колебаний и смягчения ударов от поверхности перемещения (3.1.7).

Примечание - Назначением подвески может быть поддержание устойчивости мобильной платформы (3.1.2) и преодоление шероховатости поверхности перемещения путем поддержания контакта с поверхностью перемещения.

3.2.2 активная подвеска (active suspension): Подвеска (3.2.1), демпфирующими и/или пружинящими характеристиками которой можно управлять.

3.2.3 точка нулевого момента (Zero Moment Point, ZMP): Точка на опорном многоугольнике (3.1.9), относительно которой результирующий момент всех сил, приложенных к мобильному роботу (3.1.1) от поверхности перемещения (3.1.7), имеет нулевые составляющие в горизонтальном направлении.

Примечание - При этом считается, что поверхность перемещения расположена горизонтально.

3.3.1 управляемое колесо (рулевое колесо) [steer wheel (steered wheel)]: Колесо, ориентацией которого регулируется изменение направления перемещения.

3.3.2 ведущее колесо (приводное колесо) [drive wheel (driving wheel)]: Колесо, приводящее в движение мобильную платформу (3.1.2).

3.3.3 ведомое колесо (неприводное колесо, поддерживающее колесо) [idler wheel (follower, trailing wheel)]: Колесо, которое не приводит в движение мобильную платформу (3.1.2) и активно не управляется.

3.3.4 (поворотная) роликовая опора [(swivel) castor]: Сборочная единица, включающая один или несколько роликов в корпусе, который свободно вращается вокруг вертикальной оси, имеющей горизонтальное смещение относительно оси вращения роликов.

3.3.5 всенаправленное колесо (omni-directional wheel): Колесо с роликами, установленными на его наружной поверхности, которые обеспечивают перемещение в любом направлении, даже перпендикулярно самому колесу.

Примечание - Всенаправленный мобильный механизм (3.3.6) часто конструируется с использованием трех и более всенаправленных колес.

3.3.6

3.3.7 дифференциальный привод (differential drive): Система взаимосвязанных устройств, обеспечивающая независимое управление ведущими колесами (3.3.2), расположенными на одной геометрической оси, при котором скорости вращения колес обеспечивают поступательное перемещение, а разность скоростей обеспечивает поворот.

Примечание - Данный термин применим и к гусеничным роботам.

3.4.1 походка (gait): Схема циклического движения ног при передвижении (3.1.10) шаганием.

3.4.2 длина шага (шаг) [stride length (stride)]: Расстояние, на которое перемещается шагающий робот за один цикл походки (3.4.1).

3.4.3 период походки (период ходьбы) [gait period (walking period)]: Время одного цикла походки (3.4.1).

3.4.4 фаза ноги (leg phase): Отношение промежутка времени между началом состояния переноса (3.4.6) данной ноги и началом состояния переноса базовой ноги к периоду ходьбы (3.4.3).

3.4.5 состояние опоры (состояние стояния) [support state (stance state)]: Состояние ноги, при котором нога находится в контакте с поверхностью перемещения (3.1.7).

3.4.6 состояние переноса (состояние возврата в исходное положение, состояние перемещения) [swing state (recovery state, transfer state)]: Состояние ноги, при котором нога не находится в контакте с поверхностью перемещения (3.1.7).

3.4.7 коэффициент состояния опоры (duty factor): Отношение длительности состояния опоры (3.4.5) ноги к периоду ходьбы (3.4.3).

3.4.8 диаграмма походки (gait diagram): Диаграмма циклического движения ног во времени при передвижении (3.1.10) шаганием.

3.5.1 сила реакции поверхности перемещения (сила реакции земли) [travel surface reaction force (ground reaction force)]: Усилие, прилагаемое к мобильной платформе (3.1.2) от поверхности перемещения (3.1.7) через зону контакта с поверхностью перемещения (3.1.8).

3.5.2 контактное давление на поверхность перемещения (контактное давление на землю) [travel surface contact pressure (ground contact pressure)]: Давление, оказываемое колесами, гусеницами или ногами мобильной платформы (3.1.2) на поверхность перемещения (3.1.7) через зону контакта с поверхностью перемещения (3.1.8).

3.5.3 опрокидывающий момент (overturning moment): Минимальный момент, необходимый для того, чтобы опрокинуть мобильного робота (3.1.1) из статически устойчивого пространственного расположения (3.6.1).

Примечание - Данный момент зависит от состояния поверхности, например, уклона.

3.5.4 тяговое усилие (traction): Максимальная сила трения, которая может быть создана между поверхностью перемещения (3.1.7) и колесами, гусеницами или ногами мобильного робота (3.1.1).

3.5.5

Примечание <*> - ИСО 9787:2013, статья 5.5, определяет систему координат мобильной платформы O_p - X_p - Y_p - Z_p. Начало системы координат мобильной платформы, Op, является нулевой точкой мобильной платформы. Ось +X_p направлена к переднему краю мобильной платформы. Ось +Zp направлена вверх от мобильной платформы (рисунок A.2).

--------------------------------

<*> Данное примечание заменяет примечание к ИСО 8373:2012, статья 4.7.6.

3.5.6 угол поворота колеса (steer angle): Угловое смещение оси управляемого колеса (3.3.1) вокруг оси +Z_p.

Примечание - Угол поворота колеса обычно равен нулю, когда ось колеса совпадает с направлением оси Y_p мобильной платформы (3.1.2).

3.5.7 перемещение вперед (forward travel): Движение мобильной платформы (3.1.2) по направлению оси +X_p.

Примечание - См. система координат мобильной платформы (3.5.5).

3.5.8 перемещение назад (обратное перемещение) [reverse travel (backward travel)]: Движение мобильной платформы (3.1.2) по направлению оси -X_p.

Примечание - См. система координат мобильной платформы (3.5.5).

3.5.9 поперечное перемещение (траверс) [lateral travel (traverse)]: Движение мобильной платформы (3.1.2) по направлению оси Y_p.

Примечание - См. система координат мобильной платформы (3.5.5).

3.5.10 диагональное перемещение (diagonal travel): Движение мобильной платформы (3.1.2), являющееся комбинацией перемещения вперед (3.5.7) или перемещения назад (3.5.8) и поперечного перемещения (3.5.9).

3.5.11 всенаправленное перемещение (omni-directional travel): Движение мобильной платформы (3.1.2), направление которого может быть незамедлительно и произвольно изменено с помощью всенаправленного мобильного механизма (3.3.6).

3.5.12

Примечание - В таблице A.1 приведено сравнение поворота, поворота вокруг точки контакта (3.5.13) и вращения (3.5.14).

3.5.13 поворот вокруг точки контакта (поворачивание) [pivot turning (pivoting)]: Вращение с поступательным перемещением, во время которого точка контакта одного колеса, гусеницы или ноги остается на одном месте на поверхности перемещения (3.1.7) и определяет ось, вокруг которой осуществляется поворот (3.5.12).

Примечание - В таблице A.1 приведено сравнение поворота (3.5.12), поворота вокруг точки контакта и вращения (3.5.14).

3.5.14

Примечание - В таблице A.1 приведено сравнение поворота (3.5.12), поворота вокруг точки контакта (3.5.13) и вращения.

3.5.15 радиус поворота (turning radius): Радиус кривизны траектории начала координат мобильной платформы (3.1.2).

3.5.16

3.5.17 боковая реакция при повороте (cornering force): Сила, воздействующая на мобильного робота (3.1.1) за счет центробежной силы, возникающей при его движении на повороте.

3.5.18 контроль равновесия (управление равновесием) [balance control (balance management)]: Процесс поддержания статической и динамической устойчивости мобильного робота (3.1.1).

3.6.1

3.6.2 одновременные локализация и построение карты (simultaneous localization and mapping, SLAM): Построение и уточнение карты внешней среды с использованием параметров частично построенной карты для распознавания пространственного расположения (3.6.1) мобильного робота (3.1.1), перемещающегося в данной среде.

3.6.3 наведение (guidance): Предоставление внешней информации для обеспечения навигации мобильного робота (3.1.1).

3.6.4 планирование маршрута (path planning): Планирование упорядоченного набора пространственных расположений (3.6.1) при перемещении.

3.6.5 планирование траектории (trajectory planning): Планирование маршрута (3.6.4) с учетом времени как параметра.

3.6.6 столкновение (collision): Динамический контакт, приводящий к обмену импульсами.

3.6.7 обход препятствий (obstacle avoidance): Предотвращение взаимодействия, такого как приближение, соприкосновение или столкновение (3.6.6), с препятствиями благодаря их обнаружению с помощью датчиков внешнего состояния и корректировки планирования траектории (3.6.5).

3.6.8 предотвращение столкновения (collision avoidance): Исключение возможности столкновения (3.6.6) с помощью датчиков внешнего состояния и надлежащего реагирования.

3.6.9 стыковка (docking): Процесс подхода и/или соединения со станцией, оборудованием или другой мобильной платформой (3.1.2) для выполнения поставленного задания.

Примечание - Примерами поставленных заданий являются зарядка аккумулятора, обмен данными и передача полезной нагрузки.

3.6.10 инерциальная навигационная система, ИНС (inertial navigation system, INS): Система, обрабатывающая данные от инерциальных датчиков для расчета пространственного расположения (3.6.1), линейных и угловых скоростей и ускорений мобильной платформы (3.1.2).

Примечание - ИНС обычно вычисляет пространственное расположение, линейные и угловые скорости и ускорения, используя инерциальный блок измерения (ИБИ), состоящий из гироскопа и акселерометра, а также, дополнительно, компаса.

3.6.11

3.6.12 одометрия (odometry): Метод измерения, использующий инкрементные данные о расстоянии от датчиков внутреннего состояния для оценки изменения положения с течением времени.

Примечание - Когда используются не только инкрементные данные о расстоянии, но и информация о направлении от компаса или инерциальной навигационной системы (3.6.10), то применение термина "счисление пути" (3.6.11) будет более правильным, чем применение термина "одометрия".

--------------------------------

<1> Действует ГОСТ Р 60.0.0.4-2019/ИСО 8373:2012 Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения.

<2> Действует ГОСТ Р 60.3.3.1-2016/ИСО 9283:1998 Роботы промышленные манипуляционные. Рабочие характеристики и соответствующие методы тестирования.

<3> Действует ГОСТ Р 60.0.0.3-2016/ИСО 9787:2013 Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений.

<4> Действует ГОСТ Р 60.3.1.1-2016/ИСО 9946:1999 Роботы промышленные манипуляционные. Представление характеристик.

<5> Действует ГОСТ Р 60.2.2.1-2016/ИСО 13482:2014 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для роботов по персональному уходу.

<6> Действует ГОСТ Р 60.6.3.14-2019/ИСО 18646-1:2016 Роботы и робототехнические устройства. Рабочие характеристики и соответствующие методы испытаний сервисных мобильных роботов. Часть 1. Передвижение колесных роботов.