МАИ развија нови систем управљања за аутономни РТК

21
МАИ развија нови систем управљања за аутономни РТК
Ровер Персеверанце је пример примене СЛАМ технологије. Фотографија НАСА


За стварање обећавајућих роботских система различитих врста, потребан је широк спектар различитих технологија. Аутономни системи управљања, техничка помагала за вид, итд. су од посебног значаја у овом контексту. Системе и технологије ове врсте развијају бројне домаће организације, а таквом раду се редовно прикључују нови учесници. Тако се недавно сазнало за још један сличан пројекат који су развили студенти Московског ваздухопловног института.



Обећавајући развој


Крајем децембра прес-служба МАИ је најавила развој новог занимљивог пројекта. Алексеј Колтовски, студент 3. године Ваздухопловног института бр. 6 МАИ, креира софтверски пакет са аутономном функцијом управљања робот. Развој овог пројекта у будућности се може користити за креирање различитих роботских система, укљ. свемирска дестинација.

Разлог за настанак пројекта је потреба да се ослободе карактеристичних проблема и ограничења са којима се суочавају свемирски системи. Дакле, радио сигнал од Земље до Марса траје око 15 минута, а исто толико времена је потребно да се добије одговор. Сходно томе, даљинско управљање планетарним ровером или другом опремом постаје практично немогуће. Поред тога, процена ситуације од стране оператера је отежана због лошег квалитета послатих фотографија или видео сигнала.

Решење ових проблема, према замисли А. Колтовског, требало би да буде софтверски пакет са функцијом аутономне навигације и вожње. Савремени хардвер и софтвер омогућавају роботу да креира тродимензионални приказ околине, као и да самостално доноси одлуке и прави руту.

Како је саопштено, тренутно студент-програмер креира софтверски пакет са потребним функцијама и могућностима. Следећа фаза пројекта је већ у плану. На пролеће ће аутор и његове колеге да спроведу прве тестове. Они ће користити самоходну платформу са шест точкова, која ће бити опремљена контролама заснованим на новим алгоритмима.


Експериментални РТК "Маркер", дизајниран за тестирање нових технологија. Пхото ФПИ

А. Колтовски напомиње да се у случају успеха нови софтверски алати и технологије из његовог пројекта могу користити за креирање различитих РТК-а за решавање широког спектра задатака. Сам програмер је првенствено фокусиран на свемирски сектор - то су истраживачка возила која ће моћи у потпуности да остваре потенцијал нових технологија.

Аутономија и поједностављење


Публикација прес службе МАИ описује опште принципе развијеног система, његове могућности и предности. Уопштено говорећи, реч је о употреби већ познатих решења, али уз њихову адаптацију и дораду за конкретне практичне задатке и обим. Стога се предлаже да се смањи опсег уређаја који се користе и да се прође са минималним бројем њих.

У циљу поједностављивања дизајна и софтвера, предлаже се коришћење само оптичких средстава за визуелно проучавање терена / руте. Није предвиђена употреба акцелерометара или других уређаја. Комплет камера је повезан са рачунаром који врши потребне прорачуне и издаје команде актуаторима.

Комплекс у целини треба да ради на технологији „симултане локализације и мапирања“ (Симултанеоус Лоцализатион Анд Маппинг – СЛАМ). Компјутер ће примити видео сигнал са камера и, обрађујући га, саставити мапу подручја са свим његовим карактеристикама, укљ. са препрекама. На основу ових података, аутоматизација ће изградити руту и ​​одлучити како да савлада сваку препреку.

Софтвер за напредни комплекс је написан на Питхон-у. Поред тога, аутор користи машинско учење и библиотеке машинског вида. Главни задатак у овом тренутку је оптимизација алгоритама и скупова података који се користе за смањење потребне рачунарске снаге и истовремено повећање перформанси.

А. Колтовски напомиње да је постојећа ОпенЦВ библиотека у свом оригиналном облику, без оптимизације, способна да обрађује видео сигнал брзином од 0,82 фрејмова у секунди. Оптимизација алгоритама вам омогућава да повећате перформансе до 8-10 кадрова у секунди.


„Маркер” на шасији са точковима. Пхото ФПИ

Генерално, СЛАМ технологија има значајне изгледе и већ је показала своје могућности у пракси. Дакле, ровер Персеверанце америчке агенције НАСА утврђује препреке, укљ. преко оптичких средстава. Обрада фотографија и видеа уз израду тродимензионалних мапа подручја омогућила је повећање дозвољене брзине са 20 м/х на 120 м/х - шест пута.

Напомиње се да је такав пројекат јединствен за руску науку. Задаци креирања софтверских система за аутономне управљачке системе засноване на СЛАМ-у и њихово прилагођавање рачунарским платформама релативно мале снаге у нашој земљи још увек нису решени. Дакле, студентски пројекат има најмање istorijskih значење.

На позадини индустрије


Последњих година у нашој земљи је створен велики број разних земаљских РТК-а различитих функција и могућности. Неки од ових система су чак достигли практичан рад у различитим структурама и одељењима. Конкретно, роботи неколико типова за војску постали су широко познати. Истовремено, развој индустрије и развој нових пројеката не престају. Поред тога, разне организације и ентузијасти стварају научну и технолошку основу за следеће пројекте.

Један од главних задатака индустрије у овом тренутку је стварање аутономних контролних система способних за вожњу у различитим условима, кретање дуж дате руте или самостално превазилажење препрека. За решавање оваквих проблема користе се различити уређаји тзв. техничка визија и компјутери на возилу са посебним софтвером.

Стандардни сет сензора за самовозећи земаљски РТК укључује камере и лидаре, као и, у неким случајевима, ултразвучне или радарске сензоре. Сви ови уређаји прикупљају податке које рачунар комбинује у тродимензионалну мапу подручја, погодну за оријентацију. Поред тога, на карту терена се додају подаци из сателитских или инерцијалних навигационих помагала.

Овај начин одређивања локације и израде трасе одавно је показао и потврдио свој потенцијал и могућности. Међутим, одликује се одређеном сложеношћу и високим трошковима са хардверске тачке гледишта - користи прилично сложене и скупе сензоре. Поред тога, инструментални део готовог РТК-а се, као резултат, разликује по значајним димензијама и тежином.


Тешки инжењеринг РТК "Проход-1" - током рада део задатака се решава аутоматизацијом. Фотографија ВНИИ "Сигнал"

Нови пројекат МАИ-а предлаже оптимизацију процеса мапирања и накнадне навигације на земљи. Његова главна идеја је да напусти све сензоре са изузетком видео камера уз побољшање софтвера који се користи. У теорији, овај приступ је прилично користан технички и економски, иако нову технологију треба развити и тестирати.

Пројекат студента МАИ или слични радови других аутора су од интереса у контексту даљег развоја РТК-а за различите задатке. Повећање аутономије робота током вожње омогућава вам да смањите оптерећење оператера и обезбедите успешан пролаз руте.

Поред тога, постаје могуће створити потпуно аутономне системе за рад у тешким условима, укљ. када се не може користити радио контрола. Програмер новог система указује да ће то бити корисно у истраживању свемира. Међутим, на Земљи има посла за аутономне машине.

Разлог за оптимизам


Пројекат управљачког система студента МАИ је још у фази развоја, али се већ очекују тестирања на експерименталној земаљској платформи. На пролеће ће се одржати практична провера нових технологија и тада ће бити јасно колико је нови пројекат успешан. Тада ће то бити могуће проценити и утврдити стварну вредност за индустрију.

Не зна се да ли ће искусни РТК и његов систем контроле изаћи на крај са предстојећим проверама. Међутим, чак и сада овај пројекат показује да сада – захваљујући напретку и доступности неопходних развоја – не само велике организације, већ и ентузијасти или студенти могу креирати обећавајуће технологије. И сасвим је могуће да ће такви пројекти у будућности имати значајан утицај на развој индустрије у целини.
Наши канали вести

Претплатите се и будите у току са најновијим вестима и најважнијим догађајима дана.

21 коментар
информације
Поштовани читаоче, да бисте оставили коментаре на публикацију, морате Пријавите се.
  1. +5
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Све је у развоју...

    -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------
    1. +2
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Ученика треба тестирати .. за политичку писменост ... иначе ће се сада у њега уложити знање и средства, а он је у Горњем Ларсу. Около су само непријатељи.
  2. +3
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Морамо да радимо за будућност. Чак и ако је тренутно апликација у питању.
    1. +4
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Цитат: Владимир_2У
      Треба радити за будућност

      Неопходно је, ко тврди?
      Само заврши овај посао као и обично. Купиће нешто на Алију, показати жиранта и записати као имовину. Сви! Профит.
  3. +7
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    радознали пројекат. Студент 3. године Института №6 "Ваздухопловство" МАИ

    Студенти 3. године, а посебно 2., могу да развијају такве пројекте којима се само чудите. Лично сам на 2. години на Одсеку за физику развио инсталацију за формирање лоптасте муње у лабораторији. Мој отац је нешто урадио за мене у фабрици. А на одељењу није било опреме. Али у СССР-у је постојао ланац продавница "Салонски уређаји", где сте могли купити неке уређаје. Отишао сам у такву продавницу, добио рачун, написао пријаву, потписао је шеф одељења, али је рекао да ћу сам ићи код главног рачуновође института.
    Отишао сам. Главни рачуновођа је, видевши ту цифру, викнуо на пола института: „Ако сваки студент из ССС троши толики новац на било које * (глупост), онда нико неће добити стипендије. Истовремено је погрешио што није шутнуо да ако измислим кугличну муњу у зидовима нашег института, онда ће ово нашу "алма матер" ставити на исти ниво са Кембриџом или Оксфордом, након чега је запањени главни рачуновођа потписао пријаву и шапнуо у потјеру: „Немојте спалити главни институт.
    Нисам ја измислио кугличну муњу. А након што је у лабораторији уприличио кратак спој и покварио неколико уређаја, из ње је срамотно избачен. Затим је отишао да се бави проналаском у другом одељењу. вассат Д
    1. +3
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Да, Студентско научно друштво – незаборавне успомене... поред сасвим другачије комуникације са наставницима, у процесу рада постоји и доста комуникације са практичарима – лабораторијским асистентима, инжењерима, шефовима лабораторија, тј. људима који остају практично ван образовног процеса, али који имају много занимљивих идеја и по правилу златне руке...
  4. +6
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Студент 3. године института
    И није покушао да учи даље? Имам скептичан став према таквим штреберима, јер имам посла и са њима и са нормалним студентима који заврше цео курс. Е сад, ако је ово била тема његове дипломе – ово је једно, а тако – ПР кампања.
    1. 0
      Фебруар КСНУМКС КСНУМКС
      Деведесетих година, у НТС-у у НИИТП им. Келдиша је слушао извештај груменова из Московског ваздухопловног института о соларним панелима са концентраторима огледала. Цртежи из часописа Мурзилка. Штавише, занимљиво, наша инжењерска браћа су све то схватила озбиљно и почела да постављају питања - отпорност на вибрацијска оптерећења, на акустику, на климу, на екстремне температуре, на рад у вакууму итд. Испоставило се да господа из Московског ваздухопловног института некако нису узела у обзир да ће овај „бриљантни” дизајн у орбиту лансирати носач који вибрира, паклено вришти, а затим испоручује производ у свемир.
      Завеса. Није било аплауза.
  5. +1
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Биће сигурно (Картсев)!!! А месец је још увек ту! Преко хоризонта! И без нас!
  6. 0
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Већ цео "1 студент института ..." тужан Па, видим... па чак и ово је за нас велико достигнуће... па. па. Чека се Нобелова награда! Под СССР-ом су читави истраживачки институти решавали такве проблеме, па чак и тада не увек успешно....
    1. +1
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Под СССР-ом су читави истраживачки институти решавали такве проблеме, па чак и тада не увек успешно....

      Истраживачки институти у СССР-у решавали су многе проблеме, чак иу одељењу или лабораторији било је више задатака, али да се цео институт бави једним задатком - то није био случај... У сваком случају, у мом институту за истраживање ваздухопловства, где Радио сам тринаест година.
      Што се тиче рада студента треће године, о томе нећу ни да говорим... Не озбиљно, он нема ни знања ни искуства из речи „апсолутно“, што значи да неће бити практично значајног резултата. Ученик ће стећи одређено развојно искуство – што је само по себи добро.
  7. 0
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Поставља се низ питања
    1) Да ли сте већ научили да мерите убрзања уз помоћ оптике, без механичких и радиометријских (ДИСС) уређаја, користећи само оптичка средства? Признајем ово, али ми треба спољни извор позиционирања (астрооријентатор или правац ка сателиту, али опет - време)
    2) како се може контролисати МЕХАНИЧКО кретање без мерења тренутних параметара овог кретања, односно убрзања?
    Као истраживачки рад, свакако је неопходан, негативно инжењерско искуство никако није бескорисно, али је, по мени, далеко од практичне примене.
    П.С. То је баш онај случај када бих волео да се осећам безнадежно назадно, и - успех момку и целој екипи!
    1. 0
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Да ли сте већ научили да мерите убрзања уз помоћ оптике, без механичких и радиометријских (ДИСС) уређаја, користећи само оптичка средства?
      Ласерски жироскоп ће вам помоћи заједно са Сигнац ефектом.
      Као истраживачки рад, свакако је неопходан, негативно инжењерско искуство никако није бескорисно, али је, по мени, далеко од практичне примене.
      И апсолутно се слажем са овим. Само не у трећој години то је потребно учинити, већ на дипломирању.
      1. 0
        КСНУМКС Јануар КСНУМКС
        Касно је на матурској вечери, ту су све мисли сексуалне природе...
  8. 0
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Вести у последњих 25 година:

    - у Роскосмосу се развијају лунарне станице са људском посадом
    – УАЦ развија јединствен транспортни авион
    – Русија спрема нову, сопствену мисију на Венеру
    - ВПК развија моторе затвореног круга за подморнице
    – Рогозин је рекао да војно-индустријски комплекс развија производе високе технологије светске класе

    итд. Укратко, у Русији свако нешто развија. Понекад се такав развој може материјализовати са Алиекпресс-ом :)
  9. +1
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Реци му, неко, да се Иандек такси у Москви крећу без возача
  10. 0
    КСНУМКС Јануар КСНУМКС
    Ако се студент треће године побринуо за ово и ушао у вести, 30-90% специјализованих истраживачких института и дизајнерских бироа треба да пошаљу у Украјину сапери, за једнократну употребу.
    1. 0
      КСНУМКС Јануар КСНУМКС
      Ако се студент треће године побринуо за ово и ушао у вести, 30-90% специјализованих истраживачких института и дизајнерских бироа треба да пошаљу у Украјину сапери, за једнократну употребу.
      Тамо је потребно послати ПР људе који промовишу пројекат направљен на нивоу круга пионира 60-их. Тада је резултат, онда је потребно говорити. У међувремену, једна маса у локви.
  11. 0
    Март КСНУМКС КСНУМКС
    Невероватна карактеристика руског војно-индустријског комплекса је да се све дешава у будућности.Развија се, пројектује, пуштаће се у употребу итд. а скоро ништа у садашњости. То се дешава и у прошлости, односно у СССР-у и не само ушима.
  12. 0
    Април КСНУМКС КСНУМКС
    Ако се комплекс који се развија планира да се користи за кретање дуж Московског обилазног пута, онда ће можда бити довољна једна оптика, а на тлу малом механизму је потребан и угао површине и физичке карактеристике тла у правцу кретања. да не би пао и склизнуо, могућност промене режима независног подесивог погона, али недовољно -да ли. Поред тога, овакав апарат је само део управљачког система заједничког са орбиталном станицом и командно-мерним комплексом, тј. може бити само делимично аутономан ради минимизирања обима команди које пролазе. Један специјализовани програм за камеру овде очигледно није довољан.
  13. -1
    Април КСНУМКС КСНУМКС
    Наука и технологија 12:00, 13. март 2004
    Трке робота у САД
    Данас ће се у САД одржати тркачко такмичење "Гранд Цхалленге" међу роботима. Удаљеност трке - 320 км од Лос Анђелеса до Лас Вегаса, а награда - милион долара.

    Да би победили, роботи морају да се крећу просечном брзином од најмање 32 км/х да би прешли пут за 10 сати. Роботи ће морати да избегавају дрвеће, аутомобиле, животиње, далеководе и да савладају водене препреке на путу.


    Пројекат студента МАИ није ни данас, већ прекјуче за Роботику....
    Оно што он покушава да представи као новину, студенти америчких универзитета праве већ 40 година, па чак и редовно организују вишесатна такмичења на тешким стазама међу десетинама модела који се из године у годину усавршавају.

„Десни сектор“ (забрањен у Русији), „Украјинска побуњеничка армија“ (УПА) (забрањена у Русији), ИСИС (забрањена у Русији), „Џабхат Фатах ал-Шам“ раније „Џабхат ал-Нусра“ (забрањена у Русији) , Талибани (забрањено у Русији), Ал-Каида (забрањено у Русији), Фондација за борбу против корупције (забрањено у Русији), Штаб Наваљног (забрањено у Русији), Фацебоок (забрањено у Русији), Инстаграм (забрањено у Русији), Мета (забрањено у Русији), Мизантропска дивизија (забрањена у Русији), Азов (забрањена у Русији), Муслиманска браћа (забрањена у Русији), Аум Схинрикио (забрањена у Русији), АУЕ (забрањена у Русији), УНА-УНСО (забрањена у Русији) Русија), Меџлис кримскотатарског народа (забрањено у Русији), Легија „Слобода Русије“ (оружана формација, призната као терористичка у Руској Федерацији и забрањена)

„Непрофитне организације, нерегистрована јавна удружења или појединци који обављају функцију страног агента“, као и медији који обављају функцију страног агента: „Медуза“; "Глас Америке"; „Реалности“; "Садашњост"; „Радио Слобода“; Пономарев; Савитскаиа; Маркелов; Камалиагин; Апакхонцхицх; Макаревицх; Дуд; Гордон; Зхданов; Медведев; Федоров; "Сова"; "Савез лекара"; „РКК” „Левада центар”; "Меморијал"; "Глас"; „Личност и право“; "Киша"; "Медиазон"; „Дојче веле”; КМС "Кавкаски чвор"; "Инсајдер"; "Нове новине"