 |
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: 734
Страна: Россия
| Студент ХГУ стал лучшим на международном конкурсе по логистике, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:54, 03.06.2026, Россия392 |
| Доклад второкурсника института менеджмента, экономики и агротехнологий ХГУ Исая Абрамова отмечен на международном конкурсе научных работ по логистике им. Валерии Ермаковой. Он состоялся в рамках XXI Международной научно‑практической конференции «Логистика – Евразийский мост» в Красноярске. |
| «ПравоЗнайка: Первые шаги» студентов ХГУ научит детей искать решения в правовом поле, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 15:52, 02.06.2026, Россия282 |
| Будущие юристы представили свой первый стартап, который учит школьников праву через игру. Проект «ПравоЕД» студентов четвёртого курса института истории и права Хакасского госуниверситета Ксении Шереметьевой и Георгия Дорофеева вышел в финал конкурса грантов Фонда содействия инновациям по программе «Студенческий стартап». |
| Глава Хакасии и ректор ХГУ обсудили параметры приёмной кампании – 2026, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 23:05, 30.05.2026, Россия142 |
| Накануне, 28, мая ректор Хакасского госуниверситета Татьяна Краснова встретилась с Главой РХ - Председателем Правительства РХ Валентином Коноваловым. Поводом для разговора стала грядущая приёмная кампания. Она стартует уже 20 июня. |
| В Алтайском ГАУ написали Агродиктант, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:19, 30.05.2026, Россия118 |
| Участниками Второго Всероссийского агродиктанта на площадке Алтайского государственного аграрного университета стали более 100 преподавателей и студентов. |
| В Абакане открылась выставка молодых художников из ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:42, 30.05.2026, Россия94 |
| В Национальном центре народного творчества имени С.П. Кадышева открылась выставка учебных и творческих работ студентов и преподавателей института филологии и искусств Хакасского госуниверситета «Диалоги с цветом и карандашом». |
| ХГУ получил патент на дизайн-проект для кукольного театра, ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 20:53, 27.05.2026, Россия322 |
| На промышленные образцы дизайн-проекта «Игровой набор для кукольного театра «Хакасские сказки»» получили патент студентки инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета Елена Шинкарева, Елизавета Сад и Дарья Цивелёва. |
| Ожившая история: студенты ХГУ создали музей в миниатюре, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:37, 27.05.2026, Россия107 |
| Советские ёлочные игрушки, дома-ракушки, музыкальные народные инструменты, карманные календарики и открытки из детства, куклы народов России, игрушки послевоенных лет – эти и другие экспонаты представили студенты института непрерывного педагогического образования Хакасского госуниверситета на выставке «Музей в миниатюре». |
| Депутат Государственной Думы Даниил Бессарабов встретился с коллективом Алтайского ГАУ, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 20:40, 21.05.2026, Россия558 |
| В Алтайском государственном аграрном университете состоялась встреча депутата Государственной Думы, первого заместителя Председателя Комитета Госдумы по государственному строительству и законодательству, полномочного представителя Государственной Думы в Верховном Суде РФ, члена Генерального Совета партии «Единая Россия» Даниила Бессарабова с преподавателями и сотрудниками. |
| Команда чирлидинга ХГУ отметит 8-летие, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:36, 21.05.2026, Россия191 |
| В честь праздника завтра, 22 мая, группа поддержки «Cherry» даст отчётный концерт, программа которого не оставит равнодушным любителей спорта и зрелищ. Команда – победитель соревнований разного уровня и участник многих спортивных событий. |
| Эксперты из МГУ проведут День финансовой грамотности для студентов Хакасии, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:35, 21.05.2026, Россия217 |
| В Хакасском госуниверситете пройдёт образовательно-стратегический интенсив «Финансовая культура без границ: от экспертного диалога к студенческим практикам». На протяжении двух дней, 21-22 мая, гости из Московского государственного университета проведут с преподавателями и студентами встречи, посвящённые финансовой грамотности. |
| Молодые ученые Алтайского ГАУ предложили приемы идеального промтинга для работы с ИИ, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 23:48, 20.05.2026, Россия214 |
| В Алтайском государственном аграрном университете состоялся митап «Промпт-инжиниринг. Архитектура запросов для науки и инженерии», в ходе которого молодые ученые представили проекты по созданию промптов для эффективной работы с большими данными и решения агроинженерных задач с помощью искусственного интеллекта. |
| До старта приёмной кампании в Хакасский госуниверситет остался месяц, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 23:43, 20.05.2026, Россия259 |
| 20 июня ХГУ им. Н.Ф. Катанова начнёт приём документов для поступления. В этом году главный вуз Хакасии предлагает будущим абитуриентам 1555 бюджетных мест по более чем 120 направлениям подготовки высшего и среднего профессионального образования. |
|
|
