Национальной академии наук республики казахстан

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
24  
Таблица 5 – Дробные показатели числа степеней свободы - m для плотности распределения значений хи-квадрат  
при поверке гипотезы нормального закона распределения значений по гистограмме, состоящей из k – столбцов 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
11 
 
2 
12 
 
2 
13 
 
3 
14 
 
3 
15 
 
3 
16 
 
3 
17 
 
3 
18 
 
4 
Вычисленное m 
0.363 
0.363 
0.727 
0.727 0.727 0.727 0.727 
1.157 
Теоретическое 
m -1 -1 0 0 0 0 0 
1 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
19 
 
4 
20 
 
4 
21 
 
4 
22 
 
4 
23 
 
5 
24 
 
5 
25 
 
5 
26 
 
5 
Вычисленное m 
1.157 
1.157 
1.157 
1.157 2.447 2.447 2.447 
2.447 
Теоретическое 
m 
 1 1 1 1 2 2 2 
2 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
27 
 
5 
28 
 
6 
29 
 
6 
30 
 
6 
31 
 
6 
32 
 
6 
33 
 
7 
34 
 
7 
Вычисленное m 
2.447 
3.337 
3.337 
3.337 3.337 3.337 4.264 
4.264 
Теоретическое 
m 2 3 3 3 3 3 4 
4 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
35 
 
7 
36 
 
7 
37 
 
7 
38 
 
8 
39 
 
8 
40 
 
8 
41 
 
8 
42 
 
8 
Вычисленное m 
4.264 
4.264 
4.264 
5.205 5.205 5.205 5.205 
5.205 
Теоретическое 
m 4 4 4 5 5 5 5 
5 
 
 
Таблица 6 – Дробные показатели числа степеней свободы - m для плотности распределения значений хи-квадрат  
при поверке гипотезы равномерного закона распределения значений по гистограмме, состоящей из k – столбцов 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
11 
 
2 
12 
 
2 
13 
 
3 
14 
 
3 
15 
 
3 
16 
 
3 
17 
 
3 
18 
 
4 
Вычисленное m 
0.333 
0.333 
1.351 
1.379 1.404 1.426 1.458 
1.788 
Теоретическое 
m -1 -1 0 0 0 0 0 
1 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
19 
 
4 
20 
 
4 
21 
 
4 
22 
 
4 
23 
 
5 
24 
 
5 
25 
 
5 
26 
 
5 
Вычисленное m 
1.787 
1.777 
1.767 
1.767 3.177 3.177 3.177 
3.177 
Теоретическое 
m 1 1 1 1 2 2 2 
2 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
27 
 
5 
28 
 
6 
29 
 
6 
30 
 
6 
31 
 
6 
32 
 
6 
33 
 
7 
34 
 
7 
Вычисленное m 
3.177 
4.188 
4.188 
4.188 4.188 4.188 5.415 
5.415 
Теоретическое 
m 2 3 3 3 3 3 4 
4 
 
Число опытов 
Столбцы 
гистограммы k 
35 
 
7 
36 
 
7 
37 
 
7 
38 
 
8 
39 
 
8 
40 
 
8 
41 
 
8 
42 
 
8 
Вычисленное m 
5.415 
5.415 
5.415 
6.488 6.488 6.488 6.488 
6.488 
Теоретическое 
m 4 4 4 5 5 5 5 
5 
 
Заключение.  В  литературе  по  статистике  хи-квадрат  распределение  традиционно  рас-
сматривается  как  непрерывное.  Однако  в  действительности  хи-квадрат  распределение  является 
дискретным  распределением  с  очень  сложным  спектром  возможных  состояний.  Считать  хи-
квадрат распределение непрерывным можно только для большого числа. Когда речь идет о малом 
числе  опытов,  необходимо  учитывать  дискретный  характер  плотности  распределения  хи-квадрат 

ISSN 1991-3494                                                                                                                                                № 1. 2015 
 
 
25 
распределения.  Хи-квадрат  преобразование  является  континуально-квантовым.  Его  входные 
данные  являются  континуумами,  а  выходные  состояния  дискретны.  Именно  по  этой  причине 
возникают  дефекты  размерности,  отраженные  в  приведенных  выше  таблицах,  которые  могут 
приводить к значительным ошибкам при статистических оценках, строящихся на малых тестовых 
выборках.  
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
[1]
 
Р 50.1.037-2002 Рекомендации по стандартизации. Прикладная статистика. Правила проверки согласия опытного 
распределения с теоретическим. – Ч. I. Критерии типа χ2. Госстандарт России. – М., 2001.  
[2]
 
Кобзарь  А.И.  Прикладная  математическая  статистика.  Для  инженеров  и  научных  работников. – M.: 
ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 816 c. 
 
REFERENCES 
 
[1]
 
R 50.1.037-2002 Recommendations for standardization. Applied statistics. Validation rules of the consent of an 
experienced distribution with the theoretical. Ch. I. χ2 type criteria. GosStandart of Russia. – M., 2001. (in Russ.)  
[2]
 
Kobzar A.I. Applied mathematical statistics. For engineers and scientists. M.: FIZMATLIT, 2006. 816 p. (in Russ.) 
 
 
КІШІ ТЕСТІЛІК ТАҢДАУЛАР КЕЗІНДЕ ХИ-КВАДРАТ КРИТЕРИЙДІҢ  
ТАРАТУ ЗАҢЫНЫҢ ДИСКРЕТТІ СИПАТТАМАСЫ 
 
Б. Б. Ахметов
1
, А. И. Иванов
2
, Н. И. Серикова
3
, Ю. В. Фунтикова
2
  
 
1
Қ. А. Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті, Түркістан, Қазақстан,  
2
 Пенза ғылыми-зерттеу электротехникалық институты, Ресей,  
3
ОАО «Рубин», Пенза, Ресей 
 
Тірек  сөздер:  мəндердің  хи-квадрат  тарату,  фракталдар,  бостандық  дəрежелер  санының  бөлшекті 
көрсеткіші, гистограммалар, тестілік таңдаудың көлемін қысқарту, мəндерді таратудың дискретті заңы. 
Аннотация. Кіші тестілік таңдау кезінде хи-квадрат таратудың күйлер саны шектелгені жəне мүмкінді 
шығыс күйлердің дискретті спектрін тұдыратыны дəлелденген. Хи-квадрат таратудың бостандық дəрежелер 
саны  əрқашан  бөлшекті  өлшем  болады.  Бүгінгі  күнде  практикада  бостандық  дəрежелер  санның  көрсет-
кіштерін  бүтін  мəн  ретінде  қолдану  тестілік  таңдаудың  көлемін  ақталмаған  жоғарлатуына  жəне  бағаның 
шынайлығын төмендетуге алып келеді.  
 
Поступила 15.01.2015 г. 
 
 
 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
26  
BULLETIN OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES  
OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
ISSN 1991-3494 
Volume 1,  Number 353 (2015),  26 – 34 
 
 
DESIGNING AND ANALYSIS OF MOBILE ROBOTS 
FOR MULTI-AGENT SYSTEMS
 
 
А. А.Kuandykov
1
, D. K. Kozhamzharova
2
, N. Karimzhan
1
, О. А.Baimuratov 
 
1
International Information Technologies university, Almaty, Kazakhstan, 
2
Kazakh National Technical university named after K.I. Satpayev, Almaty, Kazakhstan 
3
Suleyman Demirel University, Kazakhstan. 
E-mail: abu.kuandykov@gmail.com; dinara887@gmail.com;  nkarimzhan@gmail.com; 
olimzhon.baimuratov@sdu.edu.kz 
 
Key words: mobile robot, multi-agent systems, remote control, Arduino, Raspberry Pi. 
Abstract.  Theory and technology of multiagent systems (MAS) develops at the junction of a number of 
sciences, scientific and technical fields, the main among them are: artificial intelligence, object-oriented design and 
programming, distributed computing, systems theory and systems analysis, sociology, linguistics, cognitive science, 
analytical philosophy. At the heart of the MAS is the notion of an artificial agent - special software or hardware-
software system - which implements a unique model of behavior in the real world or in the information environment.  
The article describes the main stages of the construction and management of a mobile robot using a mobile 
device, the connection between the robot and the device that controls the robot, as well as the codes of the mobile 
robot control program. 
The paper describes the control of the mobile robot using a mobile device, the connection between the robot 
and the device, as well as provides program codes for remote robot control. 
 
 
УДК 004.896 
 
КОНСТРУИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ МОБИЛЬНОГО РОБОТА  
ДЛЯ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ СИСТЕМ
 
 
А. А. Куандыков
1
, Д. Х. Кожамжарова
2
, Н. Каримжан
1
, О. А. Баймуратов
3 
 
1
Международный университет информационных технологий, Алматы, Казахстан, 
2
Казахский Национальный технический университет им. К. И. Сатпаева, Алматы, Казахстан, 
3
Университет им. Сулеймана Демиреля, Каскелен, Казахстан. 
 
Ключевые  слова:  мобильный  робот,  мультиагентные  системы,  дистанционное  управление, Arduino, 
Raspberry Pi. 
Аннотация.    Теория  и  технология  мультиагентной  системы  (МАС)  развивается  на  стыке  ряда  наук  и 
научно-технических  направлений,  главные  среди  которых:  искусственный  интеллект,  объектно-ориентиро-
ванное  проектирование  и  программирование,  распределенные  вычисления,  теория  систем  и  системный 
анализ,  социология,  лингвистика,  когнитология,  аналитическая  философия.   В  основе  МАС  лежит  понятие 
искусственного агента – специальной программной или аппаратно-программной системы, – которая реали-
зует модель некоторого уникального поведения в реальном мире или в информационной среде. 
В статье рассмотрены основные этапы конструирования и  управлениея мобильным роботом с помощью 
мобильного устройства, связь между роботом и устройством, управление роботом, а также приводятся коды 
программы управления мобильным роботом. 
 
Введение.  Анализ  современных  мультиагентных  систем [1-13] показывает,  что  с  каждым 
годом МАС достигают нового совершенного уровня благодаря следующим аспектам: 

 
Простоте управления; 

 
Оптимизации алгоритмов управления; 

ISSN 1991-3494                                                                                                                                                № 1. 2015 
 
 
27 

 
Усовершенствованию комплектующих (улучшение технических характеристик); 

 
Программам для различных типов роботов; 

 
Программам для управления роботами; 

 
Увеличению функциональных задач (мультифункциональности); 

 
Мобильности и т.д. 
Мультиагентная  система  встречается  во  многих  научно-технических  направлениях,  в 
различных  отраслях  промышленности,  в  компьютерных  науках [1-5], в  медицине [6], в  робо-
тотехнике, в охране природы, в сельском хозяйстве и др. [7-15, 20-23]. МАС играет важную роль с 
точки зрения практического применения  и создания программ для мобильных роботов. 
Ряд преимуществ МАС достигается с помощью программного обеспечения разрабатываемых 
для  самих  агентов  (роботов,  мобильных  роботов,  информационных  роботов  и  т.д.)  и  для 
управления ими. 
В  данной  работе  мы  акцентировали  внимание  на  простоте  управления  мобильным  роботом 
через мобильное устройство, на связь между мобильным роботом и мобильным устройством и на 
разработку программ. 
Разработка  программ  для  мобильных  роботов  на  данный  момент  представлено  во  многих 
трудах зарубежных ученных [2, 6-8, 10-12,  20-23].  
В Казахстане разработка программ и конструирование мобильных роботов набирает обороты, 
благодаря таким  мероприятиям, как  международная выставка-конференция ASTEX (Astana Smart 
Technologies Exhibition) и  многие  другие  международные  конференции  и  семинары.  На 
сегодняшний день  представлены роботы, разработанные в лаборатории IT университета, такие как 
робот-гуманоид «Шолпан», робот-терминал «PSM» и т.д. 
Рассматриваемый  мобильный  робот  представляет  собой    робот,  на  котором  размещена 
видеокамера,  свободно  перемещающаяся  с  помощью  шасси.  Получаемая  информация  через 
видеокамеру  передается  через  Интернет  на  мобильное  устройство  или  компьютер.  Беспроводное 
управление,  перемещение  мобильного  робота  осуществляется  с  помощью  программы,  разра-
ботанной  для  мобильных  устройств,  также  управление  можно  осуществить  и  с  помощью 
персонального компьютера. Далее мобильный робот – мобильный видеорегистратор (МВР). 
1.
 
Разработка и программная реализация. При разработке системы мы должны учитывать 
такие  параметры,  как  простота  и  легкость  управления.  То  есть  предполагается,  чтобы  любой 
пользователь  мог управлять роботом: включать-выключать, подключать мобильное устройство к 
роботу и управлять роботом.  
Управление  следует  распределить  между  человеком  и  машиной  «роботом-МВР».  Распре-
деление может быть следующим: 
Первый уровень: человек задает/указывает цель, робот выполняет все необходимые действия в 
автономном режиме. 
Второй  уровень:  человек  задает  цель  и  пути  достижения  (план)  поставленной  цели,  тогда 
робот  выполняет  прослеживание/мониторинг  (непрерывный  процесс  наблюдения  и  регистрации 
параметров объекта, в сравнении с заданными критериями)  и выполнение плана (осуществление 
движения по заданному пути (траектории). 
Третий уровень: человек указывает действие, а робот исполняет заданное действие. 
В  данной  работе  решение проблемы  взаимодействия  рассмотрим снизу вверх, то есть самый 
нижний уровень взаимодействии – уровень указания действий – выполнения. 
На  рисунке 1 представлены  действия,  которые  может  совершать  пользователь  с  помощью 
разработанного программного обеспечения для мобильных устройств.  
В  данной  статье  мы  представляем  два  основных  устройства,  для  которых  необходимо 
разработать программу:  
1) программное обеспечение для МВР;  
2) программное обеспечение для управления МВР. 
Как было указано выше, для разработки МВР необходимо  выбрать архитектуру системы для 
управления роботом.  
А также необходимо разработать: 
- Программное обеспечение для мобильных устройств.  

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
28  
 
Рисунок 1 – Схема управления роботом 
 
Рисунок 2 – Мобильный видеорегистратор (МВР) 
 
- Панель управления роботом:  
а) джойстик управления двигателем для выбора направления робота; 
б) кнопка изменения скорости; 
в) кнопки управления веслом; 
г) кнопка для клешни; 
е) форма выборки  для показа потокового видео.  
- Панель настройки соединения.  
2. Структура робота и основные коды программ. Рассмотрим подробнее структуру нашего 
объекта – МВР, который представлен на рисунке 2.  
В таблице 1 приведены основные характеристики данного объекта.   
 
Таблица 1 – Основные характеристики МВР 
 
 
   
 
 
Название  
Модель/Версия 
Видеокамера Logitech 
C210 
Микрокомпьютер  
Raspberry Pi B 2011.12 ver 
Сервоприводы  
Tower pro sg90*1 шт. [14] 
XQ-S3006S *4 шт. [15] 
Регуляторы напряжения 
7806 *5 шт. 
7805 *1 шт. 
Электропривод L298 
[16] 
Аппаратно-вычислительная платформа 
Arduino Board Mini Pro [17] 
Аккумулятор LiPo 
11.1V 
WiFi: TP-Link 
wn725n 
      
На основе математических моделей и принципов, описанных в работах [1, 5, 10, 11, 18] была 
разработана  система  управления  мобильным  роботом.  По  описанным  выше  деталям  был 
сконструирован  «Мобильный  видео-  регистратор»  и  программное  обеспечение  (мобильное 
приложение-ПО) для управления МВР. Управление МВР осуществляется с помощью     мобильных 
устройств  различных  типов.  Программное  обеспечение    обеспечивает  связь  между  мобильным 
устройством и МВР.  

ISSN 1991-
Одни
показана б
 
Разра
Arduino -
дается в д
Для  у
описывает
каждого д
 
-3494             
им  из  основ
блок-схема 
аботка ПО о
  С++.  При 
дополнитель
управления
т движение 
двигателя и 
fP
                     
ных  блоков
микроконтр
Рисунок 3
осуществляе
разработке 
ьных настро
я  мобильны
робота. В л
функций со
class 
public
// mot
  int 
// mot
  int 
//dete
  int 
//clas
     
Pwm,  
int sf
 //fun
  void
 stop(
    _H
    _H
    an
    an
  } 
                      
в  в  работе  М
роллера Ard
3 – Микроконтр
ется через п
ПО  можно
ойках компи
м  роботом 
листинге 1 п
озданные дл
Driver{ 
c: 
ors forwa
firstForD
ors backw
firstBack
ermination
firstPwm,
s constru
 Driver(i
fDir, int 
nction for
d forward(
(); 
HIGH(first
HIGH(secon
alogWrite
alogWrite
                     
 
29 
МВР  являет
duino, подкл
 
 
роллер Arduin
программну
о  использов
илятора, что
был  создан
представлен
ля определен
ard 
Dir, secon
ward 
kDir, seco
n PWM for 
 secondPw
uctor 
nt ffDir,
ssDir, in
r the move
(int newPw
tForDir); 
ndForDir);
e(firstPwm
e(secondPw
                      
тся  микроко
люченного к
no, подключенн
ую оболочку
вать  библио
 уменьшает
н  класс - 
c
н код, опред
нного движе
ndForDir;
ondBackDir
motors 
wm; 
 int fsDi
nt sPwm){…
ement robo
wm){ 
_LOW(firs
_LOW(seco
m, newPwm)
wm, newPwm
                     
онтроллер  A
к L298. 
ный к L298 
у (IDE). Язы
отеки  С++. 
т риск появл
class  Dri
деляющий н
ения: 
r; 
ir, int 
…} 
ot forward
stBackDir)
ondBackDir
; 
m); 
                      
Arduino.  На 
ык программ
Arduino IDE
ления ошибо
iver
.  Данн
аправления 
d 
; 
r); 
  № 1. 2015 
 
рисунке 3 
 
мирования 
E  не  нуж-
ок.  
ный  класс 
движения 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
30  
  void backward(int newPwm){…} 
  void toLeft(int newPwm){…} 
  void toRight(int newPwm){…} 
  void stop(){…} 
};
 
 
Листинг 1 – Описание направления движения каждого двигателя 
 
Программа имеет две функции с именами 
void setup()
 и пустот 
loop().
  Их присутст-
вие  является  обязательным  в  любой  программе  в C + + для Arduino. Эти  функции  ни  делают 
ничего,  их  в  обязательном    порядке  нужно  прописывать  в  коде  программы,  в  противном  случае  
при  компиляции  появиться  ошибка.   В  данной  программе,  функции  установлены  в  контакты, 
которые  будут  посылать  сигналы  двигателями  и  приводам.  В  листинге 2 приведен  код,  который 
открывает флажки обозначены буквами (А, C, D, E): 
 
void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
  A.attach(6);   
  C.attach(5);   
  D.attach(7);   
  E.attach(8);   
  F.attach(9);  
  defaultPos(); 
  _A.is = true; 
  delay(1000); 
}
 
 
Листинг 2 – Функции для определения флажков 
 
Листинг 3 содержит  основную  функцию 
void loop()
,  которая  запускается  на  неопреде-
ленный промежуток времени и вызывает другие функции: 
 
void loop() { 
if(Serial.available() > 0){ 
    ch = Serial.read(); 
  … 
    else if(ch == 'b') driver.backward(wheelPwm);//go backward 
    else if(ch == 'f') driver.forward(wheelPwm); //go forward 
    else if(ch == 'l') driver.toLeft(rotatePwm);//turn to the 
left 
    else if(ch == 'r') driver.toRight(rotatePwm);//go to the 
right 
    else if(ch == 's') driver.stop(); //stop wheels 
    else if(ch == 'w') stopAllServos(); //stop all servos 
    else if(ch == 'x') wheelPwm = 80, rotatePwm = 75; 
    else if(ch == 't') wheelPwm = 180, rotatePwm = 100; 
    else if(ch == 'y') wheelPwm = 255, rotatePwm = 120; 
    ch = '0'; 
  } 
… 
}
 
 
Листинг 3 – Функция 
void loop()
 
 
Arduino удобен для управления роботизированными частями и для мониторинга датчиков. Тем 
не менее, имеются некоторые проблемы с потоками передачи и обработки видео. По этой причине 
мы  должны  были  использовать  аппаратные  средства,  которые  могут  обрабатывать  большое 
количество данных и работать с ними. Для решения этого вопроса мы использовали Raspberry Pi. 

жүктеу/скачать 3,22 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: