Transputerowy system tworzenia mapy rastrowej i komunikacji z robotem mobilnym

ZESZY TY NAUKOW E POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: A UTOM ATYKA z. 115

_______ ¡994 N r kol. 1251

D am ian D O B R O C ZY Ń SK I A ntoni W O ŹN IA K

P olitechnika P oznańska

K a te d ra A u to m aty k i, R obotyki i Inform atyki

T R A N SP U T E R O W Y SYSTEM TW O RZENIA M A P Y RASTRO W EJ I KO­

M U N IK A C JI Z RO BO TEM M OBILNYM

Streszczenie: W K ated rze stworzono podstaw y transputerow ego graficznego system u interakcji U żytkow nik-R obot oraz równoległy program tw orzenia ra stro ­ wego m odelu otoczenia ro b o ta mobilnego. Równoległy algorytm tw orzenia m apy rastrow ej o p a rty został o stru k tu rę procesów zw aną farm ą procesorów (ang. proces- s o rsfa rm ). S ystem farm y podłączony je st do tra n sp u te ra zarządzającego interakcją U żytkow nik-R obot, ta k by w pełni równolegle zachodziły procesy tw orzenia m apy i zarząd zan ia ruchem ro b o ta. Spraw dzenie przydatności system ów transputerow ych w zadaniach nawigacji ro b o ta m obilnego zw iązane je st także z oceną pracy kart transputerow ych firmy Q uintek.

A T R A N S P U T E R SYSTEM OF GRID M A P C O M PU TIN G A N D COMU- NICA TIO N W IT H A AM V

Sum m ary: T h e basic tra n sp u te r graphic-oriented system of AM V navigation and grid ca rtography has been created. T h e parallel algorythm of th e grid m ap cre­

ation is based on a tra n sp u te r s tru c tu re called processor farm . T h e system is con­

nected w ith a m ain tra n sp u te r chip th a t control th e softw are interface User-Vehicle m odule, so th a t th e processes of grid m ap com puting and th e vehicle m ovem ent control could work sim ultanously.

T R A N SP U T E R ISC H E REALISIERUNG D E R ERSTELLUNG D E R R A ­ STRISCH E A R B EIT SR A U M K A R T E U N D DES “U SER-VEH ICLE” KOM­

M U NIK A TIO NSSYSTEM S

Z usam m enfassung: Die vorliegende A rbeit ste llt die graphische, tran sp u terisc h e

316 D. D obraczyński, A. W oźniak

System e für die N avigation eines autonom en m obilen R oboters und W eltm odellie­

rung m it der R a ste rk a rte vor. Die K onzeption des P arallelalgoritm us für E rstellung der R aste rk a rte des A rbeitsraum es wird p räse n tie rt. Die S tru k tu r processor farm wird verw endet.

1. Założenia system u

Założono w stępnie, że system uruchom iony m a być n a transputerow ych kartach firmy Q uintek. W posiadaniu katedry z n a jd u ją się trzy karty transputerow e: FAST9 XL z dziew ięciom a tran sp u te ra m i, FAST1 z jednym tran sp u te re m i kolorowa k a rta graficzna M osaią z jed n y m tran sp u terem i dw om a koprocesoram i w ektorow ym i Zoran. D la m od u łu tw orzenia m apy rastrow ej założono wstępnie:

• m a p a tw orzona będzie n a podstaw ie danych z 24 sensorów ultradźw iękow ych;

• tran sp u tero w a k a rta FAST9 w ykorzystyw ać będzie co najm niej osiem ze swych dziewięciu procesorów do obliczania wartości rastrów m apy;

• w ykonanie obliczeń dla jednej serii danych z sensorów będzie co najm niej porów ­ nyw alne z czasem zebrania danych od 24 czujników.

Dla m odułu graficznej interakcji z użytkow nikiem założono w stępnie, że:

• użytkow nik będzie m iał możliwość nanoszenia n a m apę otoczenia tra je k to rii ruchu ro b o ta sk ładającej się z odcinków i luków;

• każdem u z odcinków tra je k to rii będzie m ożna przyporządkow ać p a ra m e try d y n a­

m iczne i kinem atyczne;

• istnieć będzie możliwość nanoszenia n a m apę w irtualnych obiektów;

• m a p a otoczenia będzie aktualizow ana za pom ocą podsystem u farm y transputerów , ak tu aliza cja będzie w idoczna na ekranie m onitora;

• użytkow nik będzie m ial możliwość posługiw ania się myszką.

W trakcie realizacji p ro jek tu zaszły pew ne zm iany, głównie w m odule obliczania mapy.

2. A lgorytm tworzenia mapy 2.1. Mapa rastrowa

M apa rastrow a p ow staje poprzez w irtualne nałożenie n a m ap ę otoczenia ro b o ta siatki, której oczka m a ją określone w ym iary fizyczne. Pow stałe w ten sposób komórki (rastry ) m ogą być łatw o zam odelow ane w pam ięci k o m p u tera jako dw uw ym iarow a tablica. Za­

k ła d a się zwykle, że raste r m a k sz ta łt kw adratowy. K om órki pow stałej w ten sposób m apy m ogą nieść ze sobą pew ne w artości określające, czy je st o n a z a ję ta , czy też nie.

W artości te będziem y dalej nazyw ać Po i Pe■ P rzyjm uje się, że Pq6 [—1; 0) a P^G (0; 1].

T ransputerow y sy stem tw orzenia m apy rastrowej.

211

m ap* raiLro\ -a

W m a p p af procMÓw

f m * p p * r

Rys. 1. S tru k tu ra transputerow ego system u w spółpracy z ro b o tem m obilnym Fig. 1. S tru c tu re of T ra n sp u te r system cooperating w ith m obile robot

2.2. A lgorytm Elfesa

A. Elfes [4][3] pow iązał rozkład wiązki n a płaszczyźnie m apy (rys. 2) ze sposobem przypisyw ania rastro m m apy wartości Po i Pe• Elfes za k ła d a obarczenie odczytów sen­

sorycznych d u żą niepew nością, a przez to w yliczanie w artości rastrów m apy za pom ocą funkcji probablistycznych (rys. 3). Założył, iż:

P o= Oa( 0 ,tt) O r{6 ,e ,r ) PE= E a(0 ,Q )E r(6 ,£ ,r )

Rys. 2. R ozkład wiązki n a płaszczyźnie m apy Fig. 2. B eam split on th e m ap piane

Poprzez znalezienie w szystkich kom órek pokrytych przez rz u t wiązki ultradźwiękowej na m a p ę m ożna znaleźć odpow iadające im w artości 0 , E i wyliczyć odpow iednio oba praw dopodobieństw a. P ro c ed u ra obliczająca ra stry pod d a n ą wiązką przyjm uje osta­

teczn ą postać:

(i) kom órki m apy są nieznane (w szystkie równe 0);

(ii) odczyt danych z sensorów;

318 D . D obroczyński, A. W oźniak

Fig. 3. F unctions 0 and E

(iii) O b lic z e n ie Pe:

superpozycja obszarów pustych:

Pe — / ’¿■(komórka) + / ’¿(o d c z y t) — / ’¿(kom órka) x / ’¿(o d c zy t);

(iv) O b lic z e n ia Po:

popraw ka dla Po (w artość o słabiana je st przez P ¿):

/ ’o (o d cz y t) = P o (o d c zy t) x (1 — ^ ¿(kom órka) superpozycja Po:

/ ’o(kom órka) = / ’¿(kom órka) + / ’¿(o d c z y t) — P o(kom órka) x P o (o d c zy t);

(v) końcowe sum ow anie w artości Po i Pe',

(vi) jeżeli k o n ie c^ to zakończ procedurę, w przeciw nym w ypadku idź do (ii),

3. Karta trąnsputerów jako m oduł obliczający mapę

Z astosow ano k artę trąn sp u teró w firmy Q uintek, o p a rtą o procesory IN M O S a T805 z ze­

garem 25 MHz. J e s t to k a rta w yposażona dodatkow o w 9 MB pam ięci RAM ; p o d łą cz an a je s t bezpośrednio do slotów k o m p u tera m acierzystego (kom patybilnego z IB M ). Nie po­

sia d a żadnych urządzeń 1 /0 . N a oprogram ow anie sk ła d a się k o m pilator języka P arallel C firmy 3L i wygodny, okienkowy debugger.

Jeden z dziewięciu trąn sp u teró w je s t podłączony bezpośrednio albo do procesora k o m p u te ra m acierzystego albo do innej karty transputerow ej. P ołączenia pom iędzy procesoram i n a płycie m ożna sw obodnie zm ieniać program ow o (za pom ocą program u konfigurującego) i sprzętow o (ju m p e r’am i).

W zadaniu n apływ ające dane wejściowe sk ła d a ją się z 24 w artości uzyskanych z sys­

tem u sensorycznego. System sensoryczny sk ła d a się z 24 czujników ultradźw iękow ych, rozłożonych w stępnie n a łuku okręgu o pew nym prom ieniu. R ów nom ierne objęcie całego zasięgu „widzialności” ro b o ta zapew nione je st przez ustaw ienie czujników co 15°.

T ransputerow y sy ste m tw orzenia m apy rastrowej. 319

Pierw szym rozw iązaniem w problem ie zastosow ania karty tran sp u teró w do obróbki danych sensorycznych byłoby założenie, iż w efektyw nych obliczeniach pow inno brać udział osiem z dziewięciu dostępnych transputerów . W ted y każdy z „zatrudnionych”

procesorów zajm ow ałby się trze m a z 24 sensorów. N iestety, budow a karty transputerow ej uniem ożliw ia ta k ie rozw iązanie. B rak portów 1 /0 uniem ożliw ia podłączenie naw et je d ­ nego tra n s p u te ra do system u sensorycznego. Je d y n ą dostępną, n ajłatw iejszą drogą było połączenie poprzez m odem radiow y system u sensorycznego z kom puterem m acierzystym , a poprzez niego przesłanie danych sensorycznych do karty tran sp u teró w . Przepływ d a­

nych do procesorów karty także nie może odbyw ać się w sposób równoległy, ale najpierw przez: (i) tzw. tra n s p u te r R O O T połączony bezpośrednio z procesorem intelow skim , (ii) a następnie poprzez pracujące tran sp u tery , które dzielą dane pom iędzy siebie. Droga przepływ u inform acji zależy od konfiguracji połączeń pom iędzy procesoram i.

3.1. W ym agania zadania

Z adanie w spółbieżnego obliczania wartości m apy rastrow ej w ym aga przede w szystkim jednego: znajom ości poprzednich w artości rastrów przez tra n sp u te ry obliczające wartości kom órek spod kolejnych wiązek ultradźw iękow ych (p a trz p u n k t 2.2.). W ym aganie to okazało się n ajtru d n ie jsz ą przeszkodą do pokonania. P osiadana k a rta tran sp u tero w a w yposaża każdy z procesorów w 1 MB pam ięci RA M . Je st to , oczy wiście7 dużo, naw et ja k n a w ym agania pam ięciowe tego zadania, ale nie zapew nia praw idłowego w ykonania obliczeń. Dlaczego?

S próbujm y prześledzić tok w ydarzeń od m om entu o d eb ran ia przez tra n sp u te r R O O T zbioru danych z 24 czujników. Z akładając, że tra n sp u te ry m a ją przydzielone num ery czujników, któ re o bsługują i przechow ują w swej lokalnej pam ięci w artości rastrów spod przydzielonej sobie w iązki, nie zapew nim y znajom ości praw dziwych poprzednich wartości m apy z tego regionu. Spowodowane je st to zm ianam i w o rientacji i położeniu robota, co w yw ołuje ruch czujników (i ich wiązek) po pow ierzchni mapy. Tak więc wartości m apy obliczane n a podstaw ie aktualnego odczytu m ogą być fałszywe, gdyż dane te m ogą w ym agać znajom ości rastrów z ju ż innego obszaru (który m ógłby być zajm ow any poprzednio przez in n ą wiązkę). R a stry te m ogłyby być uprzednio obliczone przez sąsiedni tra n sp u te r, ale ja k w n ajp ro stszy sposób dowiedzieć się,co on przechow uje w swej pam ięci, i w ja k i sposób w yznaczyć,z których tran sp u teró w p o trzeb n e są dane?

P ro stszy m rozw iązaniem , k tó re narzuciło się praw ie natychm iast, było zastosow anie m echanizm u pracy w system ach wieloprocesorowych, zw anym farm ą procesorów.

3.2. Farma procesorów

Zastosow anie farm y procesorów w ym aga założenia, że każdy z procesorów z farm y wy­

konuje jed en , ten sam alg o ry tm , n ato m ia st dane, n a podstaw ie których p racu je,są różne.

P onadto, przepływ danych i decyzja, k tóry z procesorów „przechw yci” napływ ające dane, zależy tylko od sto p n ia „zapracow ania” procesorów. Innym i słowy mówiąc, pracujące w farm ie procesory przechw ytują p rzepływ ające przez sieć inform acje w tedy, gdy ak tu aln ie nie są zajęte.

320 D . D obraczyński, A. W ozniak

D ostarczone przez p ro d u cen ta kom pilatora P arallel C biblioteki zapew niają bardzo prosty sposób tw orzenia farm y [1], Schem at takiej sieci pokazany je st n a rysunku 4.

W sieci w yróżnim y G ospodarza (M aster), m ającego za zadanie wysyłkę w sieć (a w ła­

ściwie w farm ę) danych, Owce (Slaves) pracujące na podstaw ie danych według tego sam ego algorytm u (m ożna by to przyrów nać do przeżuw ania sieczki) oraz tzw . iro u te rs, czyli procesy pom ocnicze, k tó re m ożna by nazwać, zachow ując term inologię pasterską, O w czarkam i. M ają one za zadanie (i) przyjm ow ać n apływ ające dane, (ii) spraw dzać, czy o d d an a im pod opiekę owca może te dane przyjąć, (iii) odsyłać niew ykorzystane przez jego owcę dane dalej w sieć, (iv) przyjm ow ać dane od innych owczarków i przesyłać je do G ospodarza oraz (v) zapew nić pow rót obrobionych przez jego owcę danych do G ospoda­

rza. M ożna więc ustalić, że tra n sp u te r pracujący „na” farm ie (i) o dbiera tylko z wejścia

Rys. 4. S tru k tu ra farm y procesorów Fig. 4. S tru c tu re of processors farm

d a n ą sensoryczną, (ii) oblicza n a podstaw ie algorytm u z p u n k tu 2.2. w artości rastrów , (iii) w raca do p u n k tu (i).

Ten schem at należałoby u zupełnić o pew ne szczegóły:

• na wejściu oprócz w artości odczytu z sensora p o ja w iają się także: (i) orientacja czujnika n a m apie, (ii) położenie czujnika na m apie, (iii) blok m apy zaw ierający te kom órki, któ re m ieszczą się pod a k tu a ln ą wiązką;

• n a wyjściu pojaw ia się blok m apy o w ym iarach identycznych z blokiem wejściowym, ale o zaktualizow anych w artościach rastrów .

T ra n sp u te r g rają cy rolę G ospodarza (i) o d b iera zestaw danych sensorycznych, (ii) oblicza pozycję i w ym iary bloków odpow iadających kolejnym wiązkom, (iii) w ysyła w sieć dane sensoryczne, o rientacje i pozycje czujników, (iv) o d b iera z sieci zaktualizow ane bloki i sk ła d a z nich globalną m ap ę rastrow ą. W naszym zadaniu proces G ospodarza został nazw any F m a p p e r’em ,a proces owcy W m ap p e r’em (rys. 5).

Transputerow y sy stem tw orzenia m apy rastrowej. 321

x,y,<p

Rys. 5. P rzepływ danych w farm ie Fig. 5. Farm d a ta flow

4. O RG A N ISER

D rugim celem prac było stw orzenie podstaw graficznego system u interakcji U żytkow nik—

R obot. W ynikiem tego byl program O RG ANISER, który m iałby za zadanie skupiać w sobie m oduł tw orzący m apę rastro w ą,jak i w szystkie procedury obsługujące kom unika­

cję z robotem m obilnym . P rocedury kom unikacyjne zostały wcześniej opracow ane wraz z przygotow yw aniem studentów A utom atyki i R obotyki do pracy z ro b o tem m obilnym L A B M A TE am erykańskiej firmy T R C . R obot został też wyposażony w system senso­

ryczny P roxim ity S ubsystem , n a którego złożył się system '24 sensorów ultradźw iękow ych i 24 podczerw onych czujników obecności przeszkody. Do tycłi system ów także przygo­

tow ano procedury kom unikacji. W szystkie wyżej w spom niane procedury napisano w języku C.

W zam yśle przeprow adzonych prac było połączenie karty graficznej M osaiq (w ypo­

sażonej w jeden tra n sp u te r) z k a rtą FAST9. Mosaiq zajm ow ałby się operacjam i gra­

ficznymi, a FAST9 obliczeniam i mapy. FAST9 poprzez procesor M osaiqa otrzym yw ałby dane sensoryczne, a zaktualizow ana m a p a byłaby zobrazow ana na m onitorze za pom ocą w yspecjalizowanych bibliotek graficznych. Użytkow nik m iałby możliwość zaprojektow a­

n ia w stępnie tra je k to rii przejazdu, w czasie którego odbierane byłyby dane z system u sensorycznego i budow ana byłaby m a p a rastrow a.

U dało się zrealizow ać system ORGANISER; ja k dotychczas;iiie połączono ze sobą obu kart.

322 D. D obroczyński, A. W oźniak

5. Eksperym enty

Przeprow adzone próby uruchom ienia system u ujaw niły wiele problem ów . P ojaw iły się kłop o ty z uruchom ieniem w szystkich tran sp u teró w n a karcie FAST9. O kazało się bo­

w iem , że przepływ przez sieć ta k wielkiej liczby danych pow oduje zagłodzenie [2] niektó­

rych procesorów. Czas obliczeń w stosunku do czasu p rzesyłania danych okazał się być n a tyle krótki, że efektyw nie p ra c u ją trzy zam iast ośm iu transputerów . D la m apy o wy­

m iarach 200x200 rastrów czas ten w ynosił 2,8 s. P o n ad to kom unikacja tra n sp u te r-ro b o t okazała się również tru d n ą b arie rą do pokonania. T ra n sp u te r R O O T n a karcie FAST9 musi poprzez w spółbieżny proces afserver łączyć się z procesorem karty m acie­

rzystej. Ten z kolei w ykonuje prośbę R O O T a i kom unikuje się z robotem . O pracow ane oprogram ow anie w ym aga, aby p o rt szeregowy (przez k tó ry ko m p u ter m acierzysty i ro­

bot są połączone) był stale przeglądany. Procesy obsługujące ten pooling z n a jd u ją się n a tran sp u te rz e R O O T ,a co za ty m idzie,kolejne procedury obsługi p o rtu szeregowego w ym agają kom unikacji ROOT<->afserver<-*procesor INTELa<-*port szeregowy. P o trz eb a było szybkiego k o m p u te ra m acierzystego (co najm niej z procesorem 486DX -50M H z), aby mógł udźw ignąć ta k ie tem p o kom unikacji.

W obec zaistniałych problem ów postanow iono przeprow adzić szereg sym ulacji, które w ykryły problem y z zagłodzeniem procesorów. P ro g ram ORGANISER spełnił większość założeń i przy połączeniu z m odułem obliczającym m apę m ógłby stanow ić wygodne narzędzie przy eksperym entach z m a p ą rastrow ą.

6. Podsum owanie

■ F arm a procesorów założona n a karcie FAST9 nie zd a ła w pełni swego egzam inu.

Je st to nie tyle problem złego (lub niedoskonałego) oprogram ow ania farm y, lecz dopaso­

w ania specyfiki obliczeń do posiadanego sprzętu. W ym ag an a w obliczeniach znajom ość w artości rastrów z poprzedniego o dczytu zm usiła do p rzesyłania bardzo dużych bloków inform acji przez sieć transputerow ą. K a rta FAST9 je st system em rozproszonym , a więc do pew nych celów nie je s t odpow iednia. W ieloprocesorowe obliczanie m ap y bitowej je st zadaniem w ym agającym od pewnej liczby procesorów znajom ości wspólnego d la nich obszaru pam ięci lub zaw artości pam ięci jednego procesora przechow ującego kopię mapy.

M ożna więc p ó jść drogą rozw ijania większej szybkości przesy łan ia danych lub drogą im plem entow ania tego algorytm u n a szybkich system ach z p am ięcią dzieloną przez pro­

cesory. To drugie rozw iązanie w ydaje się najodpow iedniejsze.

■ N iestety, nie d a się powiedzieć, że posiadane oprogram ow anie je s t spolegliwe. K om ­ p ilato r P arallel C posiada pew ne wady:

• b rak kontroli zgodności liczby argum entów w funkcjach,

• wolne przetw arzanie tekstów program ów źródłow ych (zw iązane z w adam i samej karty opisany mi poniżej).

T ransputerow y sy stem tw orzenia m apy rastrowej. 323

O program ow anie w spom agające w ym aga od użytkow nika „zagłębiania się” w bardzo szczegółowe aspekty program ow ania (ścisła k o ntrola połączeń kanałów, oszacow ania wy­

m aganych rozm iarów pam ięci).

■ B ardzo w ygodnym , w porów naniu z innym i, je st proponow any debugger d la języków program ow ania 3L. Je st on w zasadzie bardzo zbliżony do system u śledzenia program ów proponow anym przez firm ę B orland w jej językach T U R B O . J e d n ą z jego poważniejszych wad je s t s y m u lo w a n ie procesów istniejących n a osobnych tran sp u terac h n a j e d n y m tylko procesorze. Pow oduje to:

• niem ożność uruchom ienia procesów współbieżnych w ym agających dużej ilości p a­

mięci,

• powolne śledzenie wielozadaniowych program ów (przejście przez etap , w którym farm a procesorów wykonuje niezbędne w stępne obliczenia ta b lic sinusów i cosinu- sów, zajm ow ało 5 m in u t, podczas gdy w rzeczywistości trw a to u łam ki sekund) Pom im o to przy śledzeniu program ów nieskomplikowanych je st on bardzo dobrym , a przede w szystkim w ygodnym narzędziem .

H K arty FA ST są przeznaczone głównie do celów dydaktycznych. W skazuje n a to ju ż sa m a p o sta ć tego system u transputerow ego: dodatkow a k a rta dla k o m p u te ra IBM bez urządzeń I/O . Producenci postanow ili ja k n ajbardziej uprościć system w ykorzy­

stu ją c do k o n ta k tu z użytkow nikiem ko m p u ter IBM . N iestety, niesie to za sobą pew ne konsekwencje:

• w olna w sp ó łp raca kart z m onitorem ; kom unikaty w ypisyw ane są niezw ykle wolno i zwykle bardziej opłaca się w ykorzystyw ać polecenia przerw ań dla procesora IBM niż korzystać ze standardow ych bibliotek kom pilatorów ,

• podobne kłopoty z innym i peryferiam i — brak bezpośredniego dostępu do portów szeregowych i równoległych k o m p u tera m acierzystego. Istn iejąca p o średnia łącz­

ność poprzez ko m p u ter m acierzysty bardzo wolna.

N ajbardziej efektyw nym w ykorzystaniem tych kart je st im plem entow anie program ów obliczeniowych nie w ym agających p rzesyłania dużych bloków inform acji.

B B rak bezpośredniego dostępu do peryferii uniem ożliw ia w ykorzystyw anie karty do sterow ania szybkich procesów. To w łaśnie sta ło się p rzyczyną kłopotów z uruchom ie­

niem środow iska ORGANISER. W ym agana b y ła bardzo ścisła kom unikacja z robotem LA B M A TE i jego system em sensorycznym . O dbiór inform acji z ro b o ta nie je s t w żaden sposób synchronizow any — należy śledzić b a jty w ysyłane przez jego sterow nik do kom ­ p u te ra m acierzystego. Niestety(je st to uniem ożliw ione przy w spółpracy k art z powolnym ko m p u terem m acierzystym ty p u IB M /A T /2 8 6 . O kazało się, że w ym agana je s t obecność przy n ajm n iej k o m p u te ra z procesorem 486-50MHz. K om unikacja w ty m w ypadku też nie je st pew na.

D. D obroczyński, A. W oźniak

R ozw iązaniem problem u szybkiej kom unikacji ro b o t-tra n sp u te r m ogłoby być napisanie nowego procesu afservera, który w swej części „intelowskiej” zaw ierałby gotowe procedury kom unikacyjne. Część tran sp u tero w a w ysyłałaby tylko kom unikaty kom end.

■ O bliczanie m apy rastrow ej zostało dodatkow o opóźnione przez wolny system kom u­

nikacji system u sensorycznego z kom puterem m acierzystym . Jeżeli średni czas oblicza­

nia m apy od m om entu przyjęcia danych sensorycznych wynosi ok. 0.5 s, to licząc go w raz z czasem w ysłania sygnału prośby z system u o dczytu danych i p rze słan ia ich do k o m p u te ra m acierzystego, w ydłuża się on do 2 s.

■ K a rta M osaiq je st najbardziej spolegliw a spośród w szystkich posiadanych kart. Bo­

g a ta biblioteka procedur graficznych pozw ala na w ygodne pisanie środowisk opartych o graficzną interakcję z użytkownikiem . Co praw da obecność współbieżnego procesu m.engine, odpow iedzialnego za wykonywanie w szystkich procedur graficznych, m oże być przyczyną spow olnienia program u użytkow nikajecz łatw o m ożna tem u zaradzić dołącza­

ją c do M osaiq’a którąś z kart FAST.

LIT E R A T U R A

[1] 3L. Parallel C. User G uide, 1990.

[2] M. Ben-A ri. Podstaw y programowania współbieżnego. W N T , W arszaw a 1989.

[3] A. W oźniak, D. D obroczyński, T. Jedw abny. Tw orzenie m apy bitowej otoczenia ro b o ta m obilnego z w ykorzystaniem p rzetw arzania równoległego. W: ¡ V Krajowa konferencja robotyki. P olitechnika W rocławska, 1993.

[4] A. Elfes. Sonar-based real-world m apping and navigation. W: A u tonom ous Vehicle Robots, s. 233-240. V erlag k Co., 1988.

Recenzent: Dr inż. H enryk Palus

W płynęło do Redakcji do 30.04.1994r.

Abstract

B uilding our system we decided to use a tra n sp u te r b oard FAST9 and M osaiq m ade by Q uintek LTD. T h e lack of I /O po rts caused som e problem s w ith vehicle-user com ­ m unication. T h e algorithm of grid m ap com puting is based on A. Elfes’ one [4], Four p robabilistic functions were used to com pute values of cells covered by an ultrasonic sen­

sor beam . FAST9 b o ard was decided to control several parallel processes each of them

Transpu terow y sy stem tw orzenia m apy rastrowej.

3 2 5

h andling th e com puting cells procedure. T h e task requires shared d a ta base of th e m ap cells. FAST9 is a system of d istrib u te d memory, so it was decided to im plem ent a p a tte rn of m ulti-processor work called processor farm . T his schem e provided th e know ledge of th e m ap cells values to all of th e tran sp u ters.

Som e problem s app eared d u ring several sim ulation of th e process. T h e serial links of th e tra n sp u te rs does n o t provided fast enough com m unication th a t can h andle the required am o u n t of transferred bytes. O nly th ree from am ong eight tran sp u ters took p a rt in com putations. Five processors w ere starved. It was caused by im proper value of com puting tim e vs transfer tim e.

T h e graphic-oriented m odule of interface betw een User and AMV L abm ate was cre­

ated. ORGANISER runs on M osaiq tra n sp u te r graphic board. It provides several tools for tra je c to ry p lanning and environm ent m ap creation. T h e whole system is thou g h t to be com posed of two m odules: (i) ORGANISER on Mosaiq and (ii) Fmapper th a t runs on FAST9 which is connected to Mosaiq. T h e m ain purpose of such a configuration was to m ake th e m ap creation processes run sim ultanously w ith th e robot tra je c to ry executing.