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.
Студенты Колледжа агропромышленных технологий Алтайского государственного аграрного университета посетили Государственный архив Алтайского края в рамках праздничных мероприятий, посвященных его 259-летию.
По итогам 2024 года шесть студентов Хакасского госуниверситета удостоены премии губернатора. В числе лауреатов обучающиеся пяти институтов вуза: менеджмента, экономики и агротехнологий, инженерно-технологического, естественных наук и математики, истории и права, филологии и искусств.
Тольяттинский государственный университет (ТГУ) получил награду II Всероссийского форума руководителей финансово-экономических служб образовательных организаций высшего образования.
Участники студенческого научно-творческого объединения «PRO ДИЗАЙН» из Хакасского госуниверситета стали лауреатами Общенационального финала X всероссийского конкурса «Туристический сувенир». В финале участвовали авторы 787 конкурсных позиций из 60 регионов страны и Республики Беларусь.
Преподаватели кафедры гуманитарных дисциплин Алтайского государственного аграрного университета в 2024 году, объявленном Годом наставника и педагога, провели целый ряд мероприятий со студентами.
Ансамбль современного и народного танца «Шейк» ХГУ покорил сердца жюри на IV Всероссийском конкурсе хореографического искусства «PachkA». В нём приняли участие более 1000 танцоров из Хакасии и Красноярского края. Они представили экспертам 150 творческих постановок различных жанров.
В Хакасском государственном университете завершилась процедура выборов. Накануне в вузе на конференции работников и обучающихся определились с кандидатурой ректора. Руководить крупнейшим учебным заведением юга Сибири на ближайшие годы остаётся Татьяна Григорьевна Краснова.
Третьекурсницы инженерно-технологического института Диана Коновалова, Татьяна Опарина и Александра Павшок зарегистрировали право интеллектуальной собственности на промышленные образцы настольной игры и развивающей книжки-игрушки для детей дошкольного возраста.
Экспериментальному ресурсному центру инженерных технологий Хакасского госуниверситета исполнилось два года. Он создан с целью объединения всех ресурсов института для взаимодействия различных отраслей науки и техники. Сегодня это уникальная площадка, где студенты, преподаватели и молодые учёные могут решать практические инженерные задачи в реальных условиях, приближенных к производственным.
8-9 декабря в Минске состоялся IX Международный конкурс грумеров «Зимние встречи-Minsk Groom», в котором успешно выступила студентка Алтайского государственного аграрного университета Виталия Алишаускайте
Ректор ХГУ Татьяна Краснова и проректор по непрерывному образованию Марина Адамова приняли участие в совещании с Департаментом просвещения, высшего образования и науки Правительства Российской Федерации по вопросам готовности к проведению экзамена для иностранных граждан по русскому языку.
