 |
В ЛЭТИ научились автоматически настраивать колеса и камеры у беспилотных роботов с помощью “шахматных досок” и QR-кодов
Сегодня беспилотные колесные роботы различных типов внедряются во многих сферах жизни. Например, в разных городах мира идет тестирование беспилотных автомобилей, такси и курьеров доставки товаров. Поскольку предполагается, что в будущем число роботов в городах будет увеличиваться, то перед учеными возникают задачи по разработке алгоритмов, методов и систем, которые позволят таким машинам эффективно и безопасно для общества взаимодействовать друг с другом и окружающей средой.
Для создания и отработки работы различных аспектов интеллектуальных систем для роботов в 2016 году в Массачусетском технологическом институте (США) был разработан проект Duckietown: это пространство, которое представляет собой уменьшенную модели реальной городской транспортной среды, которая включает в себя дороги с разметкой, транспортные средства, светофоры, дорожные знаки, беспилотных колесных роботов и уточек-пешеходов. Со временем проект стал международным, и свои модели городов для испытания беспилотников открылись в университетах разных стран. В 2021 году пространство Duckietown было открыто в СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
«Точное перемещение беспилотных роботов требует настройки камеры, от параметров которой зависит компьютерное зрение, а также калибровки ведущих колес, от которых зависят повороты и движение по прямой. Сегодня настройка этих параметров у роботов делается операторами вручную. Калибровка одного робота делается относительно быстро. Однако, если мы хотим запустить сразу несколько беспилотников, то нам потребуется много времени и операторов. Для решения этой проблемы мы разработали метод, который позволяет роботу самостоятельно и оперативно настроить камеру и колеса. Этот метод мы успешно отработали в нашем Duckietown», - рассказывает ассистент кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Антон Филатов.
Эксперименты проводились на трехколесных роботах с колесной формулой 2:1, в которых ведущими являются передние два колеса (такие роботы применяются во всех Duckietown). Регулярная настройка оборудования у беспилотников перед их применением требуется, потому что в процессе массового производства камер и колес, полученные изделия неизбежно будут немного различаться. Эти небольшие погрешности приводят к тому, что колеса могут быть немного разного размера, а камеры станут делать незначительно различающиеся снимки. Без калибровки робота эти факторы могут приводить его к нарушению заданного движения и дезориентации в пространстве.
Ученые ЛЭТИ разработали два последовательных этапа настройки камеры и колес, которые робот может выполнять самостоятельно. Сначала начинается калибровка камеры, которая осуществляется с помощью фотосъемки нескольких горизонтально расположенных шахматных досок с известными размерами квадратов. Робот делает серию снимков в процессе разворота на 360 градусов. С помощью математических расчетов вычисляются реальные расстояния между квадратами с учетом искажения картинки, который создает широкоугольный объектив камеры.
Затем робот заезжает на небольшую площадку, на поверхности которой нанесена разметка, похожая по своей природе на QR-коды, которые выполняют роль координат. Первоначальное положение робота не имеет значения и может быть случайным. Для калибровки колес требуется несколько раз проехать вперед-назад по любому участку площадки, фиксируя на камеру QR-коды, через которые он проезжал. Эти действия позволяют рассчитать положение робота и степень отклонения при движении по прямой. После завершения этого алгоритма робот может самостоятельно приступать к выполнению задач.
«По результатам испытаний по точности подход оказался сравним с ручными способами калибровки. Он может заменить человека при выполнении этой задачи. Это значит, что, с одной стороны, мы снижаем риски, связанные с человеческим фактором, а с другой, можем быстро и точно настраивать сразу несколько беспилотных роботов. При необходимости можно адаптировать предложенный метод не только для настройки камер небольших трехколесных роботов, но и для систем компьютерного зрения в полноразмерных беспилотных автомобилей», - поясняет Антон Филатов.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Sciences.
Контактное лицо: Дарья Бодак
Компания: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Добавлен: 00:10, 19.02.2022
Количество просмотров: 955
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». |
|
|
