 |
Как повысить производительность автономных роботов – знают в ЛЭТИ
Исследователи СПбГЭТУ «ЛЭТИ» предложили алгоритм фильтрации лазерных сканов с лидаров, основанный на соответствии сканов друг другу. Новый подход позволит сократить среднее время обработки информации и повысить производительность робота за счет оптимизации затрат его вычислительных ресурсов. Исследователи разработали формулы, позволяющие адаптировать фильтр к конкретному роботу с известной скоростью и характеристиками лидара, а также предложили при движении в помещении использовать детектор коридоров. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом международном журнале Robotics and Autonomous Systems.
В современной робототехнике применяются лидары и дальномеры, работающие на алгоритмах SLAM (одновременная локализация и построение карты) и SfM (структура из движения). Обе технологии имеют общий недостаток – они собирают одновременно слишком мало и слишком много информации. С одной стороны, данных слишком мало, потому что их невозможно обобщить без существенной потери точности. В то же время для хранения и обработки данных, которые собираются каждые 30 мс, требуется большой объем памяти. Например, для робота, который движется со скоростью меньше 60 км/ч, нет необходимости сканировать пространство столь часто, иначе точность собираемой информации снижается из-за избыточного количества густых облаков точек.
Проанализировав существующие методики уменьшения размеров лазерного скана, заведующий кафедрой математического обеспечения и применения ЭВМ (МО ЭВМ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Кирилл Владимирович Кринкин и ассистент этой же кафедры Антон Юрьевич Филатов пришли к выводу: чтобы ускорить фильтрацию, нужно уменьшить количество входных данных и определить ценность каждого сканирования для последующей передачи исходного скана в ядро алгоритма SLAM.
Для решения поставленной задачи исследователи ЛЭТИ предложили использовать корреляционный фильтр для двухмерных лазерных сканов. Принцип его действия заключается в сравнении текущего входящего лазерного скана с предыдущим. Если сканы «информационно похожи», то текущий скан не обрабатываться. «Чтобы избежать шума в наблюдениях, лучше сравнивать входящий скан с несколькими предыдущими сканами. Таким образом, появляется скользящее окно сканов, которое играет роль эталона для новых входящих данных», – поясняет К.В. Кринкин.
Для расчета корреляции сканов было предложено создавать для каждого из них гистограммы, основанные на разделении по дальности и по углам, а затем производить расчет корреляции путем вычисления коэффициента Пирсона.
Чтобы не потерять полезную информацию при движении робота по средам без особенностей, например, по коридорам, ученые предложили обнаруживать сканы таких сред до фильтрации и не отбрасывать их. Для этого необходимо просмотреть каждую точку лазерного сканирования и вычислить знак разности дальностей текущей и следующей точек. Точность определения зависит от строения коридора и может быть разной в конкретных условиях.
Исследователи протестировали предложенный метод на наборах данных MIT stata dataset и TUM dataset с алгоритмами vinySLAM, Gmapping и Google Cartographer.
«Эксперименты показали, что предложенный алгоритм фильтрации работает значительно быстрее, чем имеющиеся алгоритмы сопоставления сканов (5,9⋅10-5 с для фильтрации, 12,9⋅10-3 с для совмещения сканов vinySLAM). Данный метод позволяет более чем на 40% сэкономить время обработки сканов, а также высвободить вычислительные ресурсы для решения других задач».
Заведующий кафедрой математического обеспечения и применения ЭВМ Кирилл Владимирович Кринкин
Исследование выполнено на средства гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Отдельные материалы и оборудование предоставлены компанией JetBrains Research.
Контактное лицо: Дарья Бодак
Компания: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Добавлен: 17:03, 03.02.2022
Количество просмотров: 709
Страна: Россия
| Студентка ХГУ создала карманный учебник китайского языка, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 16:58, 15.01.2026, Россия110 |
| Карина Шипшина из инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета приняла участие во всероссийском хакатоне «Creative Generation». На суд жюри студентка представила инновационное мобильное приложение «Meow Chinese» – карманный учебник для изучения китайского языка. |
| В Хакасском госуниверситете служит рота журналистов, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 16:50, 15.01.2026, Россия30 |
| День российской печати отмечают 13 января. Именно в этот день в 1703 году по Указу царя Петра I в России вышел дебютный номер первой российской печатной газеты «Ведомости». |
| В ХГУ создали сумки скифских воинов, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:49, 12.01.2026, Россия269 |
| Участники студенческого археолого-этнографического кружка (САЭК) института истории и права Хакасского госуниверситета воссоздали сумки скифских воинов и средневековых путников. Восстановить внешний вид изделий удалось благодаря археологическим находкам, изображениям и этнографическим параллелям. |
| ИМЭС отметил 30-летие масштабным юбилейным событием в кластере «Ломоносов», Институт международных экономических связей, 21:27, 04.01.2026, Россия135 |  |
| 19 декабря в инновационном кластере «Ломоносов» состоялось торжественное мероприятие, посвящённое 30-летию Института международных экономических связей. Юбилей стал самым крупным событием за всю историю вуза и объединил около 500 гостей — представителей органов власти, академического сообщества, партнёров, выпускников, студентов и друзей ИМЭС. |
| К проекту «Лига школ» присоединились Мурманск и Нарьян-Мар, Газпром нефть шельф, 15:31, 26.12.2025, Россия374 |
| Старшеклассники из Мурманска и Нарьян-Мара при поддержке «Газпром нефти» освоят востребованные профессии для промышленности будущего. Местные учебные заведения присоединились к образовательному сообществу «Лига школ», созданному компанией для подготовки нового поколения инженеров и технических специалистов. |
| Спортсменка из ХГУ стала призёром всероссийских соревнований по вольной борьбе, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:27, 28.12.2025, Россия630 |
| Алина Сагалакова из института естественных наук и математики Хакасского госуниверситета заняла третье место в весовой категории до 50 кг на всероссийских соревнованиях по спортивной борьбе памяти Героя труда Российской Федерации, заслуженного тренера СССР Д.Г. Миндиашвили (дисциплина – вольная борьба). |
| Студенты Хакасского госуниверситета получили премию главы региона, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:15, 24.12.2025, Россия122 |
| В преддверии Нового года в Хакасии состоялась традиционная торжественная церемония награждения учащейся и работающей молодёжи. В числе лауреатов премии главы республики – студенты ХГУ: Зарина Джумаева, Артём Попов, Татьяна Опарина. |
| В Алтайском ГАУ обсудили актуальные проблемы мелиорации, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 20:53, 23.12.2025, Россия439 |
| 23 декабря в Алтайском государственном аграрном университете состоялось расширенное заседание ученого совета Факультета природообустройства, совмещенное с Круглым столом «Современное состояние и перспективы развития мелиоративного комплекса Алтайского края и сопредельных территорий», приуроченного к 45-летию Факультета природообустройства. |
| Турклуб ХГУ вошёл в десятку лучших в России, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:46, 23.12.2025, Россия130 |
| Команда туристского клуба «Меридиан» Хакасского госуниверситета заняла седьмое место на чемпионате России по спортивному туризму в дисциплине «маршрут-лыжный». Участники преодолели живописный маршрут по Восточному Саяну и хребту Тункинские гольцы. За 20 дней ребята прошли более 200 километров. |
| Алтайский ГАУ украсился новогодней иллюминацией, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 12:37, 22.12.2025, Россия244 |
| К встрече нового 2026 года здание и сквер перед главным корпусом Алтайского государственного аграрного университета украсились новогодними гирляндами и светоконструкциями |
|
|
