ملاحة الروبوتات المتعددة مع كشف الاصطدامات

التحدي

يقدم هذا المشروع بيئة محاكاة مرنة وديناميكية مصممة كتوأم رقمي لنظام ملاحة روبوتات متعددة في العالم الحقيقي. تم بناؤه باستخدام AnyLogic، ويسمح النموذج بالتفاعل في الوقت الفعلي مع العملاء والخوادم الخارجية، ويدعم التكوين الديناميكي للخرائط وخصائص الروبوتات عبر ملفات JSON، ويحاكي سلوكيات واقعية مثل كشف العوائق وتنفيذ المهام وتنسيق الروبوتات.

في الأنظمة التي تتضمن عدة روبوتات مستقلة تتنقل في بيئات مشتركة، يمكن أن تؤدي الاصطدامات إلى اضطرابات تشغيلية كبيرة. يحتاج العملاء إلى منصة اختبار للتحقق من خوارزميات الملاحة وتعيين المهام دون تكلفة أو مخاطر التجريب المباشر.

الحل

باستخدام AnyLogic كعميل وخادم في آن واحد، تحاكي المحاكاة السلوك في الوقت الفعلي لأسطول من الروبوتات ضمن خريطة قابلة للتكوين. كل روبوت هو وكيل يعمل كخادم محلي (يستقبل المهام) وعميل (يرسل تحديثات الحالة) من خلال خوادم HTTP بلغة Java.

القدرات الرئيسية

• خريطة وتكوين روبوتات ديناميكية بالكامل باستخدام ملفات JSON، مما يسمح بالاختبار على خرائط متعددة دون تغيير AnyLogic
• اتصال في الوقت الفعلي مع واجهات برمجة التطبيقات الخارجية لاستقبال خطط الحركة وإعادة حالات الروبوتات
• تجنب العوائق باستخدام مناطق الأمان ومنطق التقسيم المكاني
• تمثيل بصري ومنطقي للعقد والروابط والروبوتات والمناطق المقيدة
• التحقق من تنفيذ المهام من خلال محاكاة الاصطدامات وكشف العوائق وتتبع البطارية

بنية المحاكاة

• نموذج قائم على الوكلاء: يتم نمذجة الخريطة والروبوتات والعوائق الثابتة كوكلاء
• توليد الخريطة: مبنية ديناميكيًا من مدخلات JSON تصف العقد والروابط والعوائق والمناطق الخاصة
• ملفات تعريف الروبوتات: ملف JSON منفصل بالأبعاد ومنفذ الخادم ومستوى البطارية والسرعة وسرعة الدوران ومناطق الأمان القابلة للتكوين

تفاعل العميل-الخادم

• الروبوت كخادم: يفتح كل روبوت خادمًا محليًا لاستقبال تعليمات المهام من واجهة برمجة تطبيقات خارجية
• الروبوت كعميل: يُبلغ كل روبوت عن موقعه ومستوى بطاريته إلى خادم صنع القرار الخارجي

معالجة الاصطدامات

• نظام الأرباع: يتم تقسيم البيئة إلى أرباع مكانية لتقليل الحمل الحسابي — يتم فحص الأرباع المجاورة فقط أثناء الحركة
• مناطق الأمان: مناطق متعددة قابلة للتكوين تمتد من جسم كل روبوت. إذا دخلت عقبة منطقة أمان، يقلل الروبوت سرعته. عند الاتصال بالجسم، يتوقف الروبوت ويضع علامة على المهمة كفاشلة

النتائج

تعمل هذه المحاكاة في الوقت الفعلي وتُستخدم لـ:

• التحقق بصريًا من سلوك الروبوت عند إعطاء خطط حركة
• تحديد الاصطدامات المحتملة وتقييم جدوى الخطة
• العمل كمنصة اختبار للخوارزميات الخارجية، مما يتيح التصحيح والتكرار بدون مخاطر

الفوائد الرئيسية

• تخفيف المخاطر: اختبار السلوكيات في بيئة افتراضية آمنة قبل نشر الروبوتات الفعلية
• المرونة: خرائط وأنواع روبوتات وقواعد محاكاة قابلة للتخصيص بالكامل
• التغذية الراجعة في الوقت الفعلي: اتصال مستمر مع الأنظمة الخارجية يتيح الاختبار الديناميكي
• قابلية التوسع: إضافة المزيد من الروبوتات أو العوائق تتطلب فقط تحديث ملفات التكوين

خصائص المشروع

• الصناعة: الروبوتات
• النموذج: قائم على الوكلاء
• المدة: 3 أشهر