Профиль совместимости UGV

Профиль совместимости UGV (UGV IOP) , робототехника и автономные системы – наземный IOP (RAS-G IOP) или просто IOP изначально был инициативой, начатой Министерством обороны США (DoD) для организации и поддержания открытой архитектуры совместимости стандартов для наземных беспилотных летательных аппаратов. Транспортные средства (UGV) . Основной целью этой инициативы является использование существующих и новых стандартов в сообществе беспилотных транспортных средств (UxV), таких как Общества автомобильных инженеров (SAE) стандарт Объединенной архитектуры для беспилотных систем AS-4 ( JAUS ) и армейских беспилотных авиационных систем ( БАС) IOP проектного офиса. ^[1]^[2]^[3]^[4]

Первоначально IOP был создан Объединенным проектным офисом робототехнических систем армии США (RS JPO): ^[5] и в настоящее время поддерживается Управлением проекта Force Projection армии США (PM FP). ^[6]^[7] в форме множественного числа Профили взаимодействия (IOP) обычно относятся к набору документов, которые включают IOP и его предполагаемое использование. IOP одобрены для публичного выпуска. Национальный консорциум продвинутой мобильности (NAMC) предоставляет https://namcgroups.org зарегистрированным пользователям IOP на веб-сайте .

Основные понятия

С точки зрения системы, IOP определяется для обеспечения совместимости на нескольких уровнях в различных конфигурациях систем, например:

OCU/UxV(s): между блоками управления оператора (OCU) и одним или несколькими беспилотными транспортными средствами (UxV(s))
Внутри OCU: между аппаратными и программными элементами OCU.
Внутри-UxV: между подсистемами, полезными нагрузками и платформами UxV.
OCU/UxV/C2: между OCU, UxV и внешними системами C2 для обмена информацией о командовании и управлении, боевом пространстве и аудио/видео информацией.

Ключевым решением этой проблемы является использование JAUS для создания общего уровня передачи сообщений между программными компонентами системы. IOP определяет правила использования стандартных сообщений JAUS, а также пользовательских расширений стандартного набора сообщений.

Для обеспечения совместимости аппаратных компонентов IOP также включает спецификацию аппаратных разъемов и креплений. ^[1]

Версии

Министерство обороны намерено публиковать изменения к IOP раз в два года. Текущая версия — IOP версии 2.0 (IOPv2). Выпуск версии 3.0 запланирован на конец 2017 года.

Начиная с версии 3.0, весь набор документов IOP автоматически генерируется из файлов XML .

Структура и обзор документа

IOPs состоит из следующих документов ^[1]

Общий профиль: Предоставляет базовые концепции, архитектуру, требования и обзор IOP; и конкретно учитывает требования к платформе, полезной нагрузке, мобильности, бортовой сети, связи и логическому взаимодействию. Кроме того, в этом документе представлен подход к обеспечению соответствия и валидации, который будет использоваться в рамках IOP.

План возможностей: Определяет требования к возможностям, связанные с применением и использованием UGV для выполнения текущих и соответствующих краткосрочных миссий роботов, в свою очередь, определяя объем и ограничивая содержание IOP.

Правила профилирования SAE JAUS: Определяет способ профилирования стандартов SAE AS-4 JAUS, включая пояснения или дополнительный контент для определения совместимости между контроллерами и UGV, а также совместимости внутри UGV (платформы/подсистемы).

Таможенные услуги, сообщения и транспорт: Указывает дополнительные сообщения SAE AS-4 JAUS и транспортные протоколы, необходимые для поддержки области IOP. Несмотря на то, что эти сообщения называются «индивидуальными», эти сообщения публикуются и стандартизируются в сообществе IOP с конечной целью перехода на стандарт(ы) SAE AS-4 JAUS или другие органы по стандартизации для официального принятия.

Профиль управления: Определяет логическую архитектуру блока управления оператором (OCU), стандарты, требования к человеко-машинному интерфейсу (HMI) и подход к соответствию, включающий требования к пользовательскому интерфейсу главного приложения, такие как планирование миссии, управление и контроль. Хотя концепции OCU и архитектура высокого уровня затрагиваются в всеобъемлющем профиле, профиль управления предоставляет более подробные требования, определяющие, как должна быть достигнута функциональная совместимость для соответствующих контроллеров.

Профиль полезных нагрузок: Определяет классификацию полезной нагрузки, стандарты, требования и подход к обеспечению соответствия. Хотя эти концепции затрагиваются в общем профиле, профиль полезных нагрузок содержит более подробные требования для определения требований к совместимости полезных нагрузок с платформой UGV.

Коммуникационный профиль: Определяет стандарты связи, требования и подход к обеспечению соответствия. Хотя эти концепции затрагиваются в общем профиле, профиль связи предоставляет более подробные требования для определения требований к совместимости для связи между контроллерами и UGV.

Профильный настенный светильник: Определяет классификацию систем аппликаций, стандарты, требования и подход к обеспечению соответствия. Хотя эти концепции затрагиваются в Общем профиле, Профиль приложений содержит более подробные требования для определения требований к совместимости прикладных систем по отношению к беспилотным наземным системам, контроллерам и базовым пилотируемым транспортным системам.

Инструмент проверки соответствия

Для проверки соответствия компонентов UGV атрибутам IOP (правилам профилирования JAUS) TARDEC разработал программный инструмент под названием Conformance Validation Tool (CVT). CVT — это клиентский инструмент, который проверяет интерфейс (сообщения JAUS) и протокол (состояние) необходимых служб JAUS. ^[8]

CVT использует исходные XML-файлы IOP для генерации тестовых сообщений. Таким образом, CVT считается эталонной реализацией IOP.

Значение и распространение

НАТО

Группа экспертов НАТО по UGV рекомендовала IOP стать STANAG НАТО . Это предложение рассматривается группой НАТО по наземным возможностям (LCG LE). Чтобы доказать применимость IOP к военным роботам, группа экспертов НАТО по UGV провела несколько учений и демонстраций по совместимости. ^[9]

Коммерческое использование

Несколько компаний, занимающихся робототехникой, уже поддерживают IOP-совместимые интерфейсы для своих программных и аппаратных продуктов. ^[10]^[11]^[12]^[13]^[14]

Академия

Несколько академических конкурсов по робототехнике, таких как IOP Challenge of the Intelligent Ground Vehicle Competition. ^[15]^[16] или Европейский хакатон по робототехнике (EnRicH) ^[17]^[18] рекомендовать или требовать IOP в качестве общего определения интерфейса.

Подключение к другим промежуточным ПО для робототехники

Поскольку IOP опирается на архитектуру передачи сообщений JAUS, IOP-совместимое программное обеспечение может быть подключено к другим промежуточным ПО робототехники посредством трансляции программных мостов. Исследования показали, что программное обеспечение, совместимое с IOP, может сосуществовать с программным обеспечением для робототехники на базе ROS . ^[9]^[19]

См. также

Совместная архитектура беспилотных систем (JAUS)

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Робототехника и автономные системы - наземный (RAS-G) профиль совместимости (IOP) (изд. версии 2.0). Уоррен, Мичиган, США: Менеджер проекта армии США, Force Projection (PM FP). 2016.
^ «Армия США представляет общие стандарты UGV» . Сеть «Авиационная неделя» . Пентон. 10 января 2012 года . Проверено 25 апреля 2017 г.
^ Сербу, Джаред (14 августа 2014 г.). «Армия обращается к открытой архитектуре, чтобы построить свое будущее в робототехнике» . Федеральное новостное радио . Проверено 28 апреля 2017 г.
^ Деметр, Эжен. «Военные роботы используют профиль совместимости для мобильного оружия» . Новости Роболлианса . Обзор робототехнического бизнеса . Проверено 28 апреля 2017 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Маццара, Марк (2011). «Профили совместимости RS JPO» . Уоррен, Мичиган: RS JPO армии США . Проверено 20 марта 2017 г. ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Маццара, Марк (2014). «Обновление профилей совместимости UGV (IOP) для GVSETS» (PDF) . Уоррен, Мичиган: Премьер-министр армии США . Проверено 20 марта 2017 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Деметр, Эжен (14 июля 2016 г.). «Военные роботы используют профиль совместимости для мобильного оружия» . Обзор робототехнического бизнеса . Издательство ЭХ . Проверено 28 апреля 2017 г.
^ Керман, Митчелл К. (19 мая 2015 г.). «Инструмент проверки соответствия автономных систем (CVT)» . Список рассылки . Технологический институт Стивенса . Проверено 20 апреля 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Бункер, Пол; Волк, Андре (12 ноября 2015 г.). «Опыт взаимодействия НАТО LCG LE UGV ToE» . Материалы НАТО STO-MP-AVT-241 . Организация НАТО по науке и технологиям. doi : 10.14339/STO-MP-AVT-241 (неактивен 31 января 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
^ Кент, Дэниел; Галлуццо, Томас; Босшер, Пол; Боуман, Уильям. «Роботизированные манипуляции и тактильная обратная связь посредством высокоскоростного обмена сообщениями с помощью совместной архитектуры для беспилотных систем (JAUS)» (PDF) . Технический отчет . OpenJAUS LLC и Harris Corporation . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ «RE2, команда Endeavor установила руку-манипулятор на корпус робота» . Новости АУВСИ . Международная ассоциация беспилотных транспортных систем (AUVSI). 30 июня 2016 года . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ «Переносной робот TALON V Man» (PDF) . Техническая спецификация . QinetiQ Северная Америка . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ «Взаимодействие и открытые архитектуры» . Профили совместимости RS-JPO . ООО «Нейя Системс» . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ Уорнер, Крис (3 августа 2015 г.). «Прекращение разъединения между подсистемами беспилотных наземных транспортных средств» . ConnectorSupplier.com . Проверено 28 апреля 2017 г.
^ «30-й конкурс интеллектуальной наземной техники» . www.igvc.org . Проверено 4 февраля 2023 г.
^ IGVC 2017 — Официальные подробности, правила и формат конкурса (PDF) . Рочестер, Мичиган: Оклендский университет. 9 января 2017 г. стр. 17–37 . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ «ENRICH – Европейский хакатон по робототехнике» . rich.european-robotics.eu . Проверено 4 февраля 2023 г.
^ Шнайдер, Франк Э. «ENRICH будет испытывать роботов в реальных радиологических и ядерных сценариях» . Робохаб . Ассоциация РОБОТОВ . Проверено 24 апреля 2017 г.
^ Вергун, Дэвид. «Умные наземные роботы в партнерстве с солдатами» . Сайт армии США . Армия США . Проверено 28 апреля 2017 г.

Внешние ссылки

Менеджер проекта армии США Force Projection (PM FP) : Сопровождающие IOP
Национальный консорциум продвинутой мобильности (NAMC) : Издатели IOP

[IOPv2-1] Jump up to: ^а ^б ^с Робототехника и автономные системы - наземный (RAS-G) профиль совместимости (IOP) (изд. версии 2.0). Уоррен, Мичиган, США: Менеджер проекта армии США, Force Projection (PM FP). 2016.

[aviation2012-2] «Армия США представляет общие стандарты UGV» . Сеть «Авиационная неделя» . Пентон. 10 января 2012 года . Проверено 25 апреля 2017 г.

[fnr2014-3] Сербу, Джаред (14 августа 2014 г.). «Армия обращается к открытой архитектуре, чтобы построить свое будущее в робототехнике» . Федеральное новостное радио . Проверено 28 апреля 2017 г.

[robolliance-4] Деметр, Эжен. «Военные роботы используют профиль совместимости для мобильного оружия» . Новости Роболлианса . Обзор робототехнического бизнеса . Проверено 28 апреля 2017 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[5] Маццара, Марк (2011). «Профили совместимости RS JPO» . Уоррен, Мичиган: RS JPO армии США . Проверено 20 марта 2017 г. ^{[ мертвая ссылка ]}

[iop2014-6] Маццара, Марк (2014). «Обновление профилей совместимости UGV (IOP) для GVSETS» (PDF) . Уоррен, Мичиган: Премьер-министр армии США . Проверено 20 марта 2017 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[rbr2016-7] Деметр, Эжен (14 июля 2016 г.). «Военные роботы используют профиль совместимости для мобильного оружия» . Обзор робототехнического бизнеса . Издательство ЭХ . Проверено 28 апреля 2017 г.

[8] Керман, Митчелл К. (19 мая 2015 г.). «Инструмент проверки соответствия автономных систем (CVT)» . Список рассылки . Технологический институт Стивенса . Проверено 20 апреля 2017 г.

[natoavt241-9] Jump up to: ^а ^б Бункер, Пол; Волк, Андре (12 ноября 2015 г.). «Опыт взаимодействия НАТО LCG LE UGV ToE» . Материалы НАТО STO-MP-AVT-241 . Организация НАТО по науке и технологиям. doi : 10.14339/STO-MP-AVT-241 (неактивен 31 января 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )

[openjaus2017-10] Кент, Дэниел; Галлуццо, Томас; Босшер, Пол; Боуман, Уильям. «Роботизированные манипуляции и тактильная обратная связь посредством высокоскоростного обмена сообщениями с помощью совместной архитектуры для беспилотных систем (JAUS)» (PDF) . Технический отчет . OpenJAUS LLC и Harris Corporation . Проверено 24 апреля 2017 г.

[11] «RE2, команда Endeavor установила руку-манипулятор на корпус робота» . Новости АУВСИ . Международная ассоциация беспилотных транспортных систем (AUVSI). 30 июня 2016 года . Проверено 24 апреля 2017 г.

[12] «Переносной робот TALON V Man» (PDF) . Техническая спецификация . QinetiQ Северная Америка . Проверено 24 апреля 2017 г.

[13] «Взаимодействие и открытые архитектуры» . Профили совместимости RS-JPO . ООО «Нейя Системс» . Проверено 24 апреля 2017 г.

[connector2015-14] Уорнер, Крис (3 августа 2015 г.). «Прекращение разъединения между подсистемами беспилотных наземных транспортных средств» . ConnectorSupplier.com . Проверено 28 апреля 2017 г.

[15] «30-й конкурс интеллектуальной наземной техники» . www.igvc.org . Проверено 4 февраля 2023 г.

[16] IGVC 2017 — Официальные подробности, правила и формат конкурса (PDF) . Рочестер, Мичиган: Оклендский университет. 9 января 2017 г. стр. 17–37 . Проверено 24 апреля 2017 г.

[17] «ENRICH – Европейский хакатон по робототехнике» . rich.european-robotics.eu . Проверено 4 февраля 2023 г.

[18] Шнайдер, Франк Э. «ENRICH будет испытывать роботов в реальных радиологических и ядерных сценариях» . Робохаб . Ассоциация РОБОТОВ . Проверено 24 апреля 2017 г.

[vergun2014-19] Вергун, Дэвид. «Умные наземные роботы в партнерстве с солдатами» . Сайт армии США . Армия США . Проверено 28 апреля 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]