 |
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: 985
Страна: Россия
| В Хакасии стартует Региональная молодёжная неделя, ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 21:52, 13.10.2026, Россия178 |
| Лейтмотив просветительских встреч – «Укрепление единства российской нации». Торжественное открытие пройдёт сегодня на площадке Хакасского госуниверситета. Организатор тематической недели в республике – Координационный центр вуза. |
| Будущие историки вызволяли похищенную «невесту», участвовали в бунте и битве на мечах, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:42, 13.10.2026, Россия81 |
| Студенты института истории и права Хакасского госуниверситета приняли участие в театрализованной экскурсии в музее под открытым небом «Посёлок предков» на территории заповедника «Хакасский». Программа началась в реконструированном жилище таштыкской культуры, затем группа прошла к дому тагарской культуры, где по сценарию разыграли похищение невесты. |
| Хакасию на медиаинтенсиве «Твой Ход × ШУМ» представила студентка ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 20:22, 07.10.2026, Россия685 |
| Около ста представителей региональных команд из 40 субъектов страны объединила Президентская платформа «Россия – страна возможностей». В числе участников образовательной программы – студентка института естественных наук и математики Хакасского госуниверситета Елена Мясникова. |
| Лучшим специалистом по охране труда в Сибири стала преподаватель ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 19:35, 07.10.2026, Россия200 |
| Специалист по охране труда в ООО «Восточно-Бейский разрез», преподаватель Хакасского госуниверситета Наталья Платова достойно представила республику на Межрегиональном конкурсе в Томске. Она признана серебряным призёром в номинации «Лучший специалист по охране труда Сибири организаций производственной сферы». |
| Студентка ХГУ погрузилась в историю и культуру Прикамья, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 00:12, 04.10.2026, Россия412 |
| Дарья Курыпова из института истории и права Хакасского госуниверситета приняла участие в студенческой медицинской экспедиции «Digital-пульс Прикамья», организованной в рамках федерального проекта «Открываем Россию заново». Участники создавали многофункциональную цифровую экосистему, объединяющую этномедицинский каталог «Рецепты Прикамья», интерактивную карту туристических маршрутов и аудиогид о регионе, его истории, медицинском наследии и безопасном туризме. |
| Первокурсники ХГУ собрали более 200 кг макулатуры, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:27, 01.10.2026, Россия114 |
| Как гласит народная мудрость – «Хочешь изменить мир – начни с себя». Именно так поступили студенты первого курса направления «Техносферная безопасность» инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета. С первых дней обучения они включились в экологическую акцию «Грин-код: Переработка». |
|
|
