Eksperimentalni sustav višeagentskog aktivnog vida

Sadržaj

Laboratorijsko okruženje

Okruženje za razvoj i ispitivanje sustava se nalazi u Laboratoriju za inteligentne sustave Zavoda (prostorija D336). Eksperimentalni sustav se sastoji od tri promatrača, a zadatak mu je praćenje kretanja jednostavnih robota AmigoBot .

Za ilustraciju, prikazane su slike koje odgovaraju pogledima dvaju promatrača koji prate isti objekt (sl.1-2). U slikama je ucrtano slikovno okno detektiranog objekta te njegov kutni položaj (zakret, nagib) u stupnjevima, u odnosu na referentni smjer gledanja odgovarajućeg promatrača.

<agent ocalinko> <agent dupli>

slika 1. slika 2.

Percipirano stanje u sceni se u stvarnom vremenu dobiva udruživanjem mjerenja pojedinih promatrača, kao što je prikazano na sl.3. U pozadini slike su ucrtani tlocrt laboratorija i referentna kvadratna mreža dimenzija 1×1 metar. Preko toga, za svakog promatrača je različitom bojom ucrtan položaj, referentni zakret (referentni nagib iznosi 0 stupnjeva), vidno polje, te položaj detektiranog objekta. Slike 2. i 3. odgovaraju pogledima promatrača koji su označeni zelenom ('ocalinko') odnosno plavom bojom ('dupli'). Dva mjerenja su na temelju načela prostorne i vremenske bliskosti udružena u jedinstveni objekt, čiji položaj je ucrtan sivom bojom.

<blackboard>

slika 3.

Arhitektura sustava

Kao što se da naslutiti iz prethodne ilustracije, glavna svojstva koja bi opisani sustav trebao posjedovati su:

Detekcija i praćenje objekata aktivnom kamerom jednim promatračem, uz jednostavnu prilagodbu postupka različitim platformama;
udruživanje podataka dobivenih od pojedinih promatrača u zajednički prikaz scene, pod sljedećim pretpostavkama:
- slike koje promatrači pribavljaju međusobno nisu sinkronizirane,
- učestalosti kojima promatrači analiziraju stanje u sceni ovise o njihovim procesnim performansama i općenito su različite,
- promatrači imaju nezavisne satove koje je potrebno uskladiti;
koordinirati kretanja senzora u cilju ``optimalnog'' praćenja stanja scene, što u svakom trenutku obuhvaća barem sljedeća dva međusobno proturječna cilja:
- precizno određivanje položaja praćenih objekata,
- pokrivanje što većeg prostora scene;
robustnost u odnosu na kvarove postojećih i dodavanje novih promatrača;
rad u stvarnom vremenu, pri čemu se teži čim većim prosječnim učestalostima obrade (soft real time).

Prvo svojstvo spada u domenu aktivnog računarskog vida, drugo u raspoznavanje uzoraka, dok treće i četvrto naglašavaju interakciju među inače autonomnim promatračima, čime se bavi distribuirana umjetna inteligencija, odnosno preciznije, teorija višeagentskih sustava.
Predložena arhitektura je uvelike određena zahtjevom za kombinacijom računarskog vida i stvarnog vremena. Zbog zahtjevnosti računarskog vida, ima smisla svakom agentu-promatraču osigurati većinu procesorskog vremena na dodijeljenom procesoru, a udruživanje i koordinaciju prepustiti zasebnom agentu-koordinatoru. Promatrači u takvoj organizaciji svoja mjerenja šalju koordinatoru, koji ih onda udružuje i po potrebi koordinira smjerove gledanja promatrača. Komunikacijski protokol između promatrača i koordinatora treba izbjegavati potvrde primitaka poruka zbog nepredvidivih kašnjenja prijenosa, dohvata i obrade poruka kako unutar promatrača tako i u koordinatoru.
Shematski prikaz toka podataka i upravljačkog toka u opisanoj organizaciji je prikazan na sl.4.

<architecture>

slika 4.

Izvedbeni detalji

Komponente izvedbe sustava se na najvišoj razini mogu grupirati u sljedeće skupine:

Infrastrukturne komponente: sklopovske komponente i temeljna programska podrška (operacijski sustav, prevodioc, ...);
Programska izvedba agenata-promatrača: ponašanje promatrača je opisano programom koji se izvodi na svakom od računala koja su dodijeljena promatračima;
Programska izvedba koordinatora: agent-koordinator je opisan programom koji se može izvoditi na bilo kojem računalu koje je spojeno na lokalnu mrežu;
Komunikacijski protokol: promatrači komuniciraju sa koordinatorom upotrebom posebnog protokola koji je jedna od najbitnijih komponenti sustava;
Korištene programske biblioteke i alati: pri izvedbi programa korišten je veći broj biblioteka i alata opće namjene koje su navedene u ovom odjeljku.

Eksperimentalni rezultati

Sustav je testiran na sljedeće dvije razine:

ispitivanje izoliranih promatrača;
ispitivanje koordinatora u konfiguraciji sa višestrukim promatračima.