 |
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: 974
Страна: Россия
| В ХГУ около 200 студентов получат право работать вожатыми, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:27, 28.09.2026, Россия69 |
| Студенты института непрерывного педагогического образования ХГУ получили свидетельства о профессии рабочего, должности служащего «Вожатый». В этом году такие документы вручат также ребятам из других институтов и колледжа педагогического образования, информатики и права. |
| Студенты ХГУ стали обладателями стипендий Президента и Правительства России, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:48, 18.09.2026, Россия517 |
| Одиннадцать студентов Хакасского госуниверситета вошли в число лучших обучающихся страны и получили стипендии Президента и Правительства Российской Федерации. Две самые престижные премии – высшее признание достижений студентов в учёбе, науке и общественной жизни. |
| В «Долине царей» первокурсников ХГУ посвятили в «Хранители истории», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:44, 18.09.2026, Россия186 |
| Совместный проект Хакасского государственного университета и музеев – Хакасского национального краеведческого имени Л.Р. Кызласова и «Древние курганы Салбыкской степи» под названием «Ожившая история Долины царей» стартовал четырнадцать лет назад. |
| Студенты ХГУ стали участниками туристического похода «Высота 1945», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:25, 18.09.2026, Россия218 |
| Путешествие в горы стало ключевым событием регионального проекта патриотических мероприятий «Мы помним подвиг наших дедов» Хакасского госуниверситета, поддержанного Росмолодёжь.Гранты. Студенты из разных институтов вуза отправились покорять вершину Кюн-Таг, что в переводе означает «Гора Солнца». |
| Лето с пользой: гуманитарная миссия студента ХГУ Георгия Назарова, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 23:12, 15.09.2026, Россия111 |
| В Курске в течение двух недель работал студент института истории и права Хакасского госуниверситета Георгий Назаров. В качестве волонтёра он был направлен в военный госпиталь. В состав группы входили добровольцы из девяти регионов: Оренбургской, Курганской, Смоленской, Воронежской, Иркутской областей, Республик Хакасия, Саха (Якутия), Татарстан и города Санкт-Петербурга. |
|
|
