 |
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: 737
Страна: Россия
| ХГУ к приёму абитуриентов готов: университет предлагает 1555 бюджетных мест, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 15:58, 20.06.2026, Россия665 |
| Завтра, 20 июня, стартует приёмная кампания. Хакасский государственный университет ждёт абитуриентов – выпускников школ и колледжей. Также ХГУ открыт и для тех, кто уже имеет диплом о высшем образовании и хочет продолжить свой профессиональный рост. |
| Хакасскому госуниверситету исполняется 32 года, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 15:52, 20.06.2026, Россия706 |
| Для вуза по историческим меркам это совсем небольшой период. Но становлению ХГУ предшествовала 55-летняя история Абаканского учительского и педагогического институтов, которые накопили опыт и сформировали богатые традиции высшего образования. |
| Выпускники Школы программистов ХГУ проверят свои знания на ЕГЭ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 15:05, 20.06.2026, Россия147 |
| В Школе программистов инженерно-технологического института ХГУ завершился учебный год. Сертификаты об обучении получили 30 выпускников. Уже 18 и 19 июня многим из них предстоит показать полученные знания на настоящих экзаменах, в России пройдёт ЕГЭ по информатике. |
| «Мечты о будущем» студентов ХГУ признаны лучшими на международном уровне, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 15:05, 20.06.2026, Россия148 |
| Команда «Прайм» колледжа педагогического образования, информатики и права Хакасского госуниверситета стала серебряным призёром международного конкурса «Мечты о будущем». Церемония награждения финалистов прошла в национальном центре «Россия» в Москве. |
| «Спутники» к встрече с первокурсниками ХГУ готовы, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 14:52, 20.06.2026, Россия107 |
| Профсоюзная организация студентов Хакасского госуниверситета завершила программу обучения наставников для будущих первокурсников «Спутник». «Спутник» – студент-старшекурсник, который помогает новичкам влиться в студенческую жизнь, ответить на интересующие вопросы, а ещё попасть в атмосферу уюта и поддержки. Новый состав тренеров 2026 года собрался вместе, чтобы подготовиться к встрече первокурсников. |
| Студенты ХГУ стали участниками операции «Улыбка», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:45, 15.06.2026, Россия105 |
| Будущие врачи из медицинского института Хакасского государственного университета получили возможность встречи с ведущими специалистами, занимающимися проблемами челюстно-лицевой хирургии. В столице нашей республики прошла всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы челюстно-лицевой хирургии», на которой выступили ведущие врачи России из Москвы, Владимира, Астрахани и Абакана. |
| Студенты ХГУ учатся проводить экскурсии и работать с архивами, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:42, 15.06.2026, Россия143 |
| В институте непрерывного педагогического образования Хакасского госуниверситета началось обучение по программе «Основы поисковой и экскурсионной работы». Курс реализуется при поддержке гранта Росмолодёжи в рамках проекта «Мы помним подвиг наших дедов». |
| Лето, готовься: к тебе едут супервожатые из ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:33, 15.06.2026, Россия177 |
| В пришкольных лагерях Абакана второкурсники колледжа педагогического образования, информатики и права ХГУ активно включились в работу. В школе №30 будущие педагоги уже провели несколько интересных и полезных массовых игр. |
| Студентки ХГУ представили лучший проект молодёжного предпринимательства «Я в деле», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:05, 15.06.2026, Россия70 |
| Финал конкурса впервые прошёл на базе колледжа педагогического образования, информатики и права Хакасского госуниверситета. Проект «Сапро+», разработанный студентками института естественных наук и математики вуза Екатериной Рехловой и Ксенией Старожиловой признан лучшим в IX сезоне всероссийской образовательной программы молодёжного предпринимательства «Я в деле». |
|
|
