 |
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: 752
Страна: Россия
| День родного языка в Хакасии помогают провести учёные, преподаватели и студенты ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 12:13, 05.09.2026, Россия282 |
| Ежегодно 4 сентября в Республике Хакасия отмечается государственный праздник – День хакасского языка. Он был учреждён Законом РХ в 2017 году. В целях популяризации хакасского языка и культуры в республике проводятся творческие и познавательные мероприятия: исполняются национальные песни, читаются стихи, возрождаются народные игры и праздники. |
| Первокурсники РГСУ встретили День знаний на ВДНХ, РГСУ, 21:41, 03.09.2026, Россия130 |  |
| В Москве прошел День знаний в Российском государственном социальном университете, который собрал более 3500 участников – волонтеров, наставников, преподавателей, заслуженных спортсменов и, конечно, первокурсников. Праздник объединил торжественное шествие, интерактивную программу, онлайн-квиз, концерт и выступления почетных гостей. |
| Студотряды Алтайского ГАУ подвели итоги Третьего трудового семестра-2026, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:24, 03.09.2026, Россия179 |
| В 2026 году на трудовой сезон выехало 10 студенческих отрядов Алтайского государственного аграрного университета. География их работы охватила Алтайский край, Удмуртскую Республику, Хабаровский и Камчатский края, а также другие регионы России. |
| «Привет, первокурсник!»: ХГУ приглашает на большой студенческий праздник, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:57, 31.08.2026, Россия268 |
| В Хакасском госуниверситете пройдёт масштабный праздник «Привет, первокурсник!». Для новеньких это отличная возможность познакомиться с альма-матер, найти единомышленников и зарядиться энергией. В этом году главный вуз республики распахнул свои двери для более 2 000 студентов первого курса. |
| «Герои Хакасии» защитили дипломные проекты, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:11, 28.08.2026, Россия398 |
| Завершилось обучение по региональной программе «Герои Хакасии» для участников СВО. Накануне в институте повышения квалификации и переподготовки кадров ХГУ успешно состоялась защита итоговых аттестационных проектов. |
| В магистратуре ХГУ заполнены все бюджетные места, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 16:41, 27.08.2026, Россия239 |
| В Хакасском госуниверситете издан приказ о зачислении в магистратуру на бюджетные места. В новом учебном году к освоению второй ступени высшего образования приступят 225 человек. |
| Студентами колледжей ХГУ стали почти 400 человек, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:53, 25.08.2026, Россия282 |
| В Хакасском госуниверситете опубликован приказ о зачислении на бюджетные места по программам среднего профессионального образования. Студентами трёх колледжей – сельскохозяйственного, медицинского и педагогического образования, информатики и права – стали 380 человек. |
| Педагоги со всей страны обсудят грамотное использование ИИ и медиаконтента в школах и детских садах, «Мобильное Электронное Образование» (МЭО), 14:06, 14.08.2026, Россия469 |
| Как меняется образовательный процесс под влиянием цифровых технологий и генеративного искусственного интеллекта и как воспитать критическое мышление у школьников при использовании нейросетей — в фокусе внимания VIII ежегодной конференции для руководителей и специалистов сферы образования «Большой педагогический совет МЭО», которая пройдет накануне нового учебного года. |
|
|
