Mô hình giao tiếp trong hệ thống robot đa FSM: thiết kế và triển khai với whiteboard và LLFSM

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Kiến trúc: Một embodied agent gồm các phân hệ điều khiển, cảm biến ảo/thật, chấp hành ảo/thật. Mỗi phân hệ có FSM riêng, hoạt động theo vòng lặp hành vi: tính toán hàm chuyển tiếp, gửi/nhận dữ liệu, kiểm tra điều kiện kết thúc/lỗi.

  • Giao tiếp: Dùng whiteboard (biến thể của blackboard) để chia sẻ dữ liệu giữa các phân hệ. Hỗ trợ giao tiếp một-nhiều, không chặn, không cần đồng bộ, có thể mở rộng sang mạng UDP. So sánh với ROS cho thấy whiteboard có độ trễ thấp, dễ kiểm soát, phù hợp với hệ thống thời gian thực.
  • - Triển khai: Dùng công cụ MiCASE để mô hình hóa FSM và sinh mã tự động. Mỗi hành vi được triển khai bằng LLFSM, có thể gọi đệ quy, tạm dừng, hoặc khởi động lại. Scheduler tuần tự kích hoạt từng LLFSM, đảm bảo không có tranh chấp dữ liệu.
  • - Ví dụ: Robot thu bóng bàn gồm 5 phân hệ: điều khiển, cảm biến camera/sonar, chấp hành thân/vacuum. FSM điều khiển gồm 3 trạng thái: tìm bóng, thu bóng, tránh vật cản. Các hành vi được mô hình hóa bằng hàm chuyển tiếp và điều kiện kết thúc. Giao tiếp giữa các phân hệ qua whiteboard, thời gian truyền dữ liệu đo được dưới 40μs.
  • - Đánh giá: Phương pháp cho phép thiết kế hệ thống rõ ràng, dễ mở rộng, đảm bảo tính đúng đắn và hiệu suất. Có thể áp dụng cho các hệ thống robot phức tạp hơn.