 |
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: 693
Страна: Россия
| 31 год назад ХГУ присвоено имя первого хакасского учёного, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:21, 11.08.2025, Россия66 |
| 10 августа 1994 года Президиумом Верховного Совета РХ и Совета Министров РХ было принято Постановление о присвоении Хакасскому государственному университету имени выдающегося российского тюрколога, этнографа, фольклориста, общественного деятеля Николая Фёдоровича Катанова. Присвоение вузу имени учёного состоялось в рамках заслуженного увековечения памяти знаменитого земляка. |
| Участники специальной военной операции поступают в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:19, 11.08.2025, Россия35 |
| В рамках отдельной квоты Хакасский госуниверситет принял 48 абитуриентов из числа участников СВО и их детей. Это более чем в два раза больше, чем в прошлом году, когда в данной категории поступил 21 человек. |
| Выпускники школьного лесничества поступили в Алтайский ГАУ, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:12, 11.08.2025, Россия45 |
| В Алтайском государственном аграрном университете подводят первые итоги приемной кампании 2025 года. Студентами вуза стали несколько воспитанников школьных лесничеств региона. |
| Дошколята узнают о редких животных Хакасии из «книжки на коленях», Хакасский государственный университет им. Н.Ф, 23:43, 08.08.2025, Россия288 |
| В ХГУ разработали интерактивную книгу на английском языке для малышей. Студенты института непрерывного педагогического образования Хакасского госуниверситета Елизавета Асминкина, Надежда Борзова (Глызина) и Юлия Халтурина – авторы уникального проекта. |
| В ХГУ будут учиться ещё 47 целевиков-медиков, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 23:42, 08.08.2025, Россия332 |
| В этом году целевых мест в Хакасском госуниверситете по программам бакалавриата, специалитета, магистратуры, ординатуры и аспирантуры – 254, из которых 47 выделено на специальность «Лечебное дело» – одну из самых востребованных абитуриентами. |
| Студентка ХГУ прошла три стажировки в госорганах, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:51, 07.08.2025, Россия165 |
| Миссия программы «ГосСтарт» – поддержка молодых и начинающих специалистов в госсекторе, а также повышение уровня профессиональной подготовки лидеров России. Для студентки Марии Кадошниковой из института непрерывного педагогического образования ХГУ стажировка в рамках федерального проекта стала третьей. Она работала в Министерстве труда и социальной защиты Хакасии. |
| 50 студентов-платников в ХГУ переведены на бюджет, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 17:52, 06.08.2025, Россия157 |
| Освободившиеся бюджетные места заняли 23 студента, обучающихся по программам среднего профессионального образования, и 27 – получающих высшее образование. |
| Для будущих историков в ХГУ – 40 бюджетных мест, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:04, 05.08.2025, Россия318 |
| В приёмной кампании Хакасского госуниверситета – горячая пора. Идёт подготовка к зачислению по общему конкурсу на бакалавриат и специалитет, а на бюджет в магистратуру подать документы можно до 14 августа. |
|
|
