 |
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: 717
Страна: Россия
| Первый съезд хакасского народа состоялся 35 лет назад, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:58, 17.03.2026, Россия38 |
| Очередной состоится в апреле. Преподаватель института истории и права ХГУ, доктор исторических наук, профессор Валентина Тугужекова опубликовала в научном сборнике* статью «Первый съезд в истории хакасского народа». Статья посвящена I съезду хакасского народа, прошедшему в августе 1990 года. |
| Спортсменки из ХГУ завоевали золото «УниверЛиги», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:49, 11.03.2026, Россия97 |
| Студентки институтов естественных наук и математики и непрерывного педагогического образования Хакасского госуниверситета Анна Шулбаева и Ксения Васильченко заняли первое место на всероссийском фестивале студенческого спорта и здорового образа жизни «УниверЛига», который прошёл в Красноярске. |
| Феномен советских праздников исследовал учёный ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:49, 11.03.2026, Россия123 |
| Кандидат исторических наук, доцент института истории и права ХГУ Михаил Степанов опубликовал в научном сборнике* статью «Феномен советского праздника: Понятие, генезис, эволюция», в которой проанализировал методы трансформации старых, преимущественно религиозных праздников в «новые пролетарские». |
| «А ну-ка, парни!» vs «А, ну-ка, девушки!»: В Алтайском ГАУ накануне Международного женского дня прошла спортивно-развлекательная эстафета, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:40, 11.03.2026, Россия121 |
| В Алтайском государственном аграрном университете прошла спортивно-развлекательной эстафета «А, ну-ка, парни» и «А, ну-ка, девушки» посвященная Дню защитника Отечества и Международному женскому дню. |
| Сувенирный проект студенток ХГУ о культуре Хакасии стал призёром международного конкурса, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:40, 11.03.2026, Россия118 |
| Студентки 3 курса инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета, направления подготовки «Технология изделий легкой промышленности» Анастасия Парасюк и Алина Чухрова стали серебряными призёрами VI Международного конкурса молодых учёных в сфере интеллектуальной собственности «Интеллект». |
| В Алтайском ГАУ открылась музейная выставка «И мать, и жена, и сестра…», посвященная Международному женскому дню, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:48, 05.03.2026, Россия745 |
| 5 марта в Музее истории Алтайского государственного аграрного университета начала работу выставка, отражающая образ женщины XX века - хранительницы домашнего очага, труженицы, ученого и спортсменки. |
| В ХГУ выберут Мисс и Мистера вуза, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:42, 05.03.2026, Россия638 |
| Сегодня, 5 марта, в актовом зале Хакасского госуниверситета состоится финал самого яркого и долгожданного студенческого события весны – «Мисс и Мистер ХГУ–2026», приуроченного ко Дню защитника Отечества и Международному женскому дню. В этом году конкурс посвящен Году единства народов России, основная тема – «Голоса большой страны». |
| Спортивная «Студенческая весна» стартует в ХГУ, ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 22:31, 05.03.2026, Россия120 |
| Сегодня, 4 марта, в рамках юбилейной двадцатой Универсиады Хакасского госуниверситета пройдут открытые соревнования по лёгкой атлетике «Студенческая весна». В них примут участие более 100 спортсменов республики. |
|
|
