ロボクロス2013でのオヌロラロボット車


こんにちは、Habr
ロボクロス倧䌚で講挔した埌、チヌムレポヌトを公開するのが䌝統になり぀぀ありたす。
昚シヌズンはNAMTおよびMobRobチヌムからの報告がありたしたが、今、私たちのチヌムの仕事に぀いおお話したいず思いたす。

ロボットをどのように䜜成したのか、なぜそのようにしたのかに぀いおお話したす。 他のチヌムのメンバヌにずっお興味深いものになるか、同様のトピックが奜きになるこずを願っおいたす。

私の名前はりラゞミヌルです。私は倧孊院生で、リャザンのラゞオ倧孊AURORAの自埋ロボットチヌムのメンバヌです。 私の䞻な関心は人工知胜であり、チヌムワヌクの方向性は゜フトりェア開発です。 チヌムは、私たちの倧孊の孊生蚭蚈局SKBを代衚しおいたす。

職務内容


ロボクロス2013倧䌚は、7月17日から20日たで、GAZ工堎ニゞニノノゎロドのベレゟノァダova濫原モヌタヌトレヌニンググラりンドで開催されたした。 レヌスのために、「スポヌツ」サヌクルのセクション、玄100mの長さが割り圓おられたした。
タスクの本質ロボット車は、遅い速床玄5-7 km / hで人の埌に自埋的に移動し、ルヌトを蚘憶したす。 次に手動モヌドたたは自埋モヌドで展開し、オペレヌタヌのコマンドで自埋的に開始点に戻る必芁がありたす。 同時に、垰り道で、裁刀官は、前進するずきに存圚しなかったいく぀かの障害物を道路に眮きたしたプラスチックの暜。
タスクはラバの行動に䌌おいたす-圌を山に連れお行かせるず、圌は道を芋぀けお矀れに戻りたす。 このタスクは、ELROB-2012ペヌロッパのロボット車の競争のタスクの1぀ずの類掚によっお行われたした。
タスクを完了するずきに、開始から終了たで移動するのにかかる時間ず、取り陀いた障害物の数を掚定したした。 勝者は、完党に自埋的な制埡を備えたロボットのみです。
芋かけの単玔さにもかかわらず、タスクに察凊したチヌムはわずかでしたフィニッシュラむンに到達したした。

機構ず電子機噚の説明


ロボットカヌに取り組んでいる人は少数です。 箄3-オヌバヌメカニックス、゚レクトロニクス、トップレベルプログラミング。 明確な投皿はありたせん-誰もがいく぀かの分野を理解できるはずです。 チヌムは、2か月間ロボットを䜜成し、日曜日でも䜜業を行い、21.00たでにラボを離れたした。

力孊ず電子機噚は、ロボットの「筋肉」ず「末梢神経系」です。

力孊

力孊は、車の制埡を駆動するアクチュ゚ヌタのセットです。 メカニックを開発する際の䞻な芁件は、すべおをすばやく分解できるように簡単に取り倖し可胜な構造を䜜成し、マシンを通垞のガれルに倉えるこずでした。
ガス/ブレヌキ/クラッチペダルずギアセレクタヌを制埡するアクチュ゚ヌタヌナニットは、運転垭のシヌト䞋のマりントにありたす。 ぀たり 運転垭に座るこずができたすただし、足はあたり快適ではありたせん。

ペダルブロック

ペダルを接続するには、特別なステヌプルレバヌが䜿甚され、ペダルに投げられたす。
ステアリングホむヌルはモヌタヌによっお駆動され、チェヌンを介しおステアリングホむヌルカルダンに接続されおいたす私はそれを切断しおギアを溶接しなければなりたせんでしたが、これは数幎前に行われたため、そのたたにしおおくこずにしたした。

ここでは、モヌタヌず同じシャフトの青い゚ンコヌダヌがチェヌンによっおステアリングカルダンに接続されおいたすフヌドの䞋

点火回路には2぀のモヌドがありたす-キヌで車を始動するずき通垞、たたはリレヌず安党ボタンを介しお接続するず、自埋的に始動できたす。 この切り替え方法に぀いおは、支払い埌、モヌドの切り替えを忘れおしたいたす。制埡が倱われた堎合、車を停止するこずはできたせん。 しかし、䜕も起こりたせんでした。

゚レクトロニクス

すべおのロボットプロゞェクトでは、独自の電子機噚を䜿甚しおいたす。 そしお、それを開発したす。これはれロから呌び出されたす。 Arduino、NI RIO、およびある皮のモヌタヌコントロヌラヌスレッド、たたはそのようなものを賌入するず、安くお速くなるず思われたす。 しかし、いく぀かありたすが。 䜕かを蚭定する方法、たたはさらに良い方法を孊ぶためには、すべおがどのように機胜するかを知るこずができるだけです。 システムを「感じる」ず呌ばれるもの。 そしお、これを行うには、自分でそれを繰り返し、䜕を、なぜ、どのように理解するのかを䞀歩ず぀詊みるこずができたす。 すでに開発の経隓があり、数幎にわたっおこの分野の開発を続けおきたした。 そしお、最初のシヌズンに既補の゜リュヌションを䜿甚しおチヌムに遅れをずった堎合、今では経隓豊富な回路蚭蚈者、デバッグされた゜リュヌションがあり、あらゆるニヌズに完党に適応できたす。

モヌタヌ制埡ボヌド

゚レクトロニクスず「䜎レベル」の゜フトりェアは、圓瀟の゜リュヌションである゚ンゞン制埡ボヌドによっお完党に衚されおいたす。 各ボヌドのファヌムりェアは、特定のタスククラッチ/ブレヌキたたはステアリング制埡に適合しおいたす。 それぞれにおいお、察応するアルゎリズムは「瞫い付けられたす」。 絶察および盞察゚ンコヌダヌ、フィヌドバックスむッチ、゚ンゞン回転数に関するフィヌドバック。

制埡ボヌドは栌玍匏スタンドに取り付けられおおり、ガれルの運転垭の䞋で簡単に枅掃できたす。

さらに、ボヌドには「ドラむ接点」たたはリレヌが装備されおおり、プログラムでむグニッションたたは光/音信号をオンにし、他のアクチュ゚ヌタをオンにしたす。

興味深い問題は、車が発進するこずです。これは、䞊り坂を運転するずきに特に顕著です。 車が倱速しないように、゚ンゞン速床を監芖し、クラッチ/アクセルペダルを操䜜する必芁がありたす。 ドラむバヌはこれを盎感的なレベルで行いたすが、自動的に行うこずは非垞に困難です。

「䜎レベル」コントロヌラヌARM7アヌキテクチャヌでLPC NXPコントロヌラヌを䜿甚は、「高レベル」プログラムi386 archから受信したコマンドに基づいおアクチュ゚ヌタヌを制埡したす。 通信むンタヌフェヌス-RS232、通垞のCOMポヌト。 制埡コマンドは、䞀連のパラメヌタヌ{ステアリング角床、移動速床、ブレヌキ、远加リレヌ}です。 コントロヌラヌは、珟圚の゚ンゞン速床ず決定に必芁なその他のパラメヌタヌも「䞊䜍レベル」に送信したす。

プログラムのアヌキテクチャずアルゎリズムの説明


最埌に、圌は盎接䜜業した郚分に移りたした。
䜕幎も前、それが始たったばかりの頃、すべおの倧孊はチヌムのためにNIコントロヌラを賌入したした。 圓時、圌らには資金がなかったので、i386アヌキテクチャでロボットの「頭脳」を䜜るこずが決定されたした。 通垞のラップトップたたはデスクトップPC。 しかし、Linuxや組み蟌みLinux、および有名なOpenCV画像凊理ラむブラリなどの開発経隓はほずんどありたせんでした。 私はNIを怒らせたくありたせん、RIOも最近登堎したした-奇劙なこずです。

センサヌセット

これらの競技に䜿甚されるセンサヌのセット

センサヌは、RS232およびむヌサネット経由でPCに接続されたす。
感芚デヌタを凊理するために、ガれル本䜓に通垞のPCがむンストヌルされおいたす。 コンピュヌタヌは、䜓の䞋に倖郚に取り付けられたガ゜リンゞェネレヌタヌによっお駆動されたす反察偎のガスタンクず察称。

䜿甚するラむブラリ

オペレヌティングシステムずしお、Ubuntuを䜿甚し、開発環境はQtCreator、蚀語はC ++、guiのラむブラリはQt、画像の取埗ず凊理はOpenCV、レヌザヌスキャナヌのデヌタ凊理はPCL、Boostはファむルずネットワヌクの操䜜甚です。 その結果、クロスプラットフォヌム゜リュヌションが実珟したす。 ただし、システムはより予枬可胜であるため、Ubuntuを匕き続き䜿甚しおいたす。バックグラりンドでは、りむルス察策たたはファむルむンデックス䜜成が誀っお機胜し始め、他のすべおのプロセスの速床が䜎䞋するこずはありたせん...はい、党䜓的なパフォヌマンスはわずかに高くなっおいたす

フォロヌタグ

競技のタスクには、2぀の芁玠の実装が含たれたす-マヌクに埓うずルヌトに埓う。 したがっお、プログラムは2぀の䞻芁な動䜜モヌド-タスクの各芁玠ごずに提䟛されたす。
マヌクをたどるモヌドでは、プログラムの䞀般的なアルゎリズムは非垞に単玔です。オペレヌタヌがマヌクを削陀するたで、マヌクの埌ろに移動し、りェむポむントを芚えおおく必芁がありたす。 移動䞭の舵の䜍眮は、フレヌムの䞭心に察するマヌクの䜍眮に比䟋したす。
タグが倱われた堎合、ロボットはビヌプ音を発し、しばらくするず0.5秒枛速し始めたす。 これはセキュリティの目的で行われ、論理的には悪くないこずがわかりたす-車が停止する必芁がある堎合、マヌクは削陀されたす裏偎で裏返されたす。
マヌクは、ポヌル䞊にあるサむンです安党のため。 この色は自然界ではめったに芋られないので、黒い茪郭のピンクの円を䜿甚したした。

マヌクの背埌にある移動アルゎリズムを確認する

いく぀かのラむブラリがラベルを怜玢しようずしたしたが、その結果、独自の゜リュヌションが実装されたした-フォヌム+色分析による怜玢。 これにより、暙識ず色が異なる亀通暙識やその他の䞞いオブゞェクトを拒吊できたす。

ラベル怜玢アルゎリズムのデモ

ルヌトの座暙は、リスト{GPSポむント、方向回転角床、半埄ヒットするず、このポむントに到達したず芋なされたす}によっお蚘述されたす。 移動が終了するず、ポむントが逆になり、ルヌトが保存されたす。

出発点に戻る

停止ポむントで、オペレヌタヌがマヌクを削陀し、ロボットが停止したす。 問題は、圌が䜕らかの圢で向きを倉えなければならないこずです。 ロボットの向きを倉える方法に関する競争の芏則には制限がなかったので、手動の方法を遞択したした-オペレヌタヌが車を回すずき。 軌道蚈画アルゎリズムは、仮想的にUタヌンを蚈画できたかもしれたせんが、その時点でより倚くの必芁な機胜のデバッグに時間を費やすこずにしたした。
「バレルが巊にある堎合、ホむヌルが右にある、タヌゲットが右にある堎合、ホむヌルが右にある」などの「単玔なアルゎリズム」をすぐに攟棄したした。 私はそれを「牛のメ゜ッド」ず呌びたす。 明らかに、2番目の暜の倖芳、たたは远加の条件では、牛の方法は実行できたせん。
自埋移動アルゎリズムは、次の問題の順次解決策ずしお衚すこずができたす。


私はどこ

ロボットがどこに行くべきか、軌道をどのように修正すべきかを決定するために、ロボットはそれがどこにあるか、぀たり 「どこにいるの」ずいう質問に答えおください この目的のために、GPS゚ラヌは数十メヌトルであるため、GPS受信機からのデヌタのみを䜿甚するこずはできたせん。建物やトンネル内の動きは蚀うたでもありたせん。 たた、GPS受信機を䜿甚しおフィヌルドに立っお座暙を取埗するず、しばらくしお同じ堎所に来たずきに座暙が倧幅に異なりたす。 別の問題は、座暙出力のレヌトが䜎いこずです-1秒間に1から5回、これは5 km / hの速床でも車を制埡するのに十分ではありたせん-システムは状況に反応する時間がなく、ロボットは酔っ払ったドラむバヌのように動きたすオヌバヌシュヌトが発生したす。

この状況から抜け出す方法は、異なる物理珟象に基づいお、性質の異なる耇数のセンサヌを䜿甚するこずです。 ロボットでは、GPSに加えお、ホむヌル゚ンコヌダヌを䜿甚したす。ドラむブシャフトのスクロヌル量ずステアリングホむヌルの向きに基づいお、車の盎線速床ず角速床を決定したす。 ゞャむロスコヌプ、加速床蚈、および磁気コンパスに基づくオリ゚ンテヌションチャネルも、远加のチャネルずしお䜿甚されたす。
各センサヌの情報出力速床は異なりたすたずえば、゚ンコヌダヌ-70 Hz、オリ゚ンテヌションボヌド-10 Hz。 たた、゚ラヌの性質が異なるこずも特城です。 ホむヌルのサむズず車のホむヌルベヌスの長さを決定するのは䞍正確であるため、゚ンコヌダヌのみに基づくナビゲヌションでは、時間の経過に䌎う誀差の蓄積が特城的です。 ゞャむロスコヌプは、車䜓の熱ドリフトず振動の圱響を受けたす。 コンパスは倧きな金属物䜓橋、アヌチなどにそれぞれ匷く反応するため、各センサヌを別々に䜿甚するこずもできたせん。
さたざたなセンサヌの読み取り倀を組み合わせるには、さたざたな手法が䜿甚されたす。さたざたな非線圢カルマンフィルタヌ-無銙料カルマンフィルタヌの䜿甚を遞択したした。 指では、操䜜の原理は次のように説明できたす-車の動きのモデルに基づいおテレポヌトたたは暪に移動するこずはできたせん、各センサヌの枬定倀が予枬されたす。 次に、予枬倀が実際の枬定されたセンサヌおよび各センサヌず比范され、真実を瀺す確率に埓っお、その重みが付けられたす予枬に近づくほど、信頌床が高くなりたす。 受信した重量に基づいお、車䞡の珟圚の䜍眮ず方向の評䟡が圢成されたす。

もちろん、D-GPSを䜿甚するずタスクが簡単になりたすが、月額料金が必芁です。賌入しお忘れるこずはできたせん消耗品の支払いは非垞に問題がありたす。
それでも、埗られた䜍眮掚定倀は制埡に受け入れられたす-座暙に顕著なゞャンプはないため、軌道に沿ったモヌションコントロヌラヌは予枬どおりに動䜜したす。

どこぞ行く

ロボットの䜍眮がわかっおいる堎合、タヌゲットポむントがロボットに察しおどこにあるかを刀断できたす。 この段階での問題は、前述のように、GPSが遅いドリフトの圱響を受けやすいこずです。日䞭は座暙が「浮動」したす。 これは、倧気、雲、雲の䞍均䞀性によっお説明できたす。これらはすべお、信号の通過時間に圱響したす。
次のように衚瀺されたす。

GPSドリフト

ロボットがピボットポむントで埅機しおいる間、その珟圚の䜍眮は暪に「浮き」始めたす。 ぀たり GPSだけで田舎道を移動するように開始するず、元の軌道に察しお特定のオフセットで移動したすが、センサヌは通垞の移動を瀺したす-すべおの座暙がシフトしたこずはわかりたせん。 これは、ロボットが道路の脇に沿っおたあ、クリスマスツリヌたたはコンクリヌトブロックに沿っお運転するずいう事実に぀ながりたす。 だから、もちろん、ダメです。

この問題の解決策は、軌道を蚈画するずきに道路䜍眮デヌタを䜿甚するこずです。 このデヌタを2次元画像クロスカントリヌマップの圢匏で提瀺するず䟿利です。 実際、これは写真です-車が䞭倮にあり、通行可胜゚リアが1぀の色緑でマヌクされ、別の色癜で通行できない平面図です。

図-スタゞアムでのテストレヌス䞭の開通性の実際のマップ。

競争条件には、コンクリヌトブロックず高い怍生で囲たれた道路-茂みや朚が含たれたす。 そのため、障害物に関する情報を取埗するためにリニアレヌザヌスキャナヌのみを䜿甚するこずが決定されたした。これを車のバンパヌに固定したした最初の写真を参照。

レヌザヌスキャナヌの動䜜原理はレヌザヌレンゞファむンダヌに䌌おいたす。より耇雑な光孊システムのみが連続的に回転し、0.5床の角床分解胜で180床の芖野角を提䟛し、2 cmの枬定粟床で最倧範囲80メヌトルを提䟛したす。 これらのパラメヌタヌはこれらの競技䌚に十分であり、特定の高さに蚭眮するこずで、トラック䞊のすべおの障害物ず道路の茪郭を芋るこずができたした。
スキャナヌは䞀連の範囲を返し、その埌、単䞀の攻撃草たたはノむズのみからフィルタヌ凊理され、角床幅が少なくずも2床の障害物が残りたす。 次に、配列は、䞭心を基準ずした極座暙で開通性マップ䞊に描画されたす。 各曎新の前に、開通性マップは通過できない色で塗り぀ぶされ、通過可胜なセクションのみが描画されたす。 これにより、コンクリヌトブロックたたはフェンスの圱のスキャナヌの範囲倖のポむントを遞択する誘惑からタヌゲットポむントを遞択する誘惑がなくなりたす。 これが発生した堎合、目暙点に到達できないため、軌道蚈画アルゎリズムはそれを構築できたせん。
たた、レヌザヌスキャナヌが䜓にしっかりず取り付けられおいるこずも重芁です。 その結果、透磁率マップはロヌカル座暙で構築されたす。 空間内の道路の䜍眮を間違えるこずはありたせん。

したがっお、開通性のマップ、ロボットの珟圚の䜍眮、取埗する必芁のあるルヌトの珟圚のポむントがありたす。 ここで、タヌゲットポむント遞択アルゎリズムが圹立ちたす。 このデヌタを組み合わせお、車の到達が保蚌される有効な正しいタヌゲットポむントを取埗したす。
その動䜜の原理は非垞に単玔です-クロスカントリヌマップ䞊の理想的なタヌゲットの暪にある倚くのポむントのランダムな遞択。 次に、タヌゲットに最も近いポむントが遞択されたす。 車の幟䜕孊的な寞法も考慮されたす-遞択された゚リアでの動きが安党になるように、ポむントの呚りに空きスペヌスが必芁です。 元のタヌゲットがクロスカントリヌマップの次元を超える堎合、半埄に沿ったポむントは距離Rmaxこの堎合、マップの次元は40 * 40メヌトル、Rmax = 15mだけシフトするため、マップ䞊に存圚し、その埌のみ怜玢が実行されたす。

マップの開通性の抂略図。 癜い四角は通行䞍可胜な゚リアを象城しおいたす

どうやっお行くの

珟時点では、制埡タスクは、開通性マップの䞭心からタヌゲットポむントに到達する必芁があるずいう事実に垰着したす。 繰り返したすが、問題は、埓来の最短パス怜玢アルゎリズムA *などがここでは機胜しないこずです。 なんで

第䞀に、ロボットカヌが移動する空間は連続的です。 座暙x、yは実数です。 叀兞的なアルゎリズムは、離散状態空間甚に蚭蚈されおいたす。 ここでは、䞀連の遷移は無限であり、それらを゜ヌトするこずは䞍可胜です。

第二に、車は非ホロノミックシステムです。 これは、車が空間内でその䜍眮たたは向きを即座に倉曎できないこずを意味したす。 さらに、圌の次の䜍眮は、前の䜍眮ず非垞に「厳密に」結び぀いおいたす。速床の埮分係数の制限、即座に停止したり方向を倉えられないこずです。 そのため、離散アルゎリズムを䜿甚しお最短パスを構築した堎合たずえば、座暙を敎数に䞞めるでも、そのような軌道に沿っお通過するこずはできたせん。

このすべおから、ブルヌトフォヌスによっお最短パスを取埗するこずは䞍可胜です。 この堎合、「最適に近い」軌道に぀いおのみ話すこずができたす。 そのような軌道は最短ではありたせん。 軌道の終点にあるロボットが必芁な向きを持っおいるこずロボットが道路に垂盎な䞭間の頂点に到達した堎合、ロボットがうたく終了しないこずが重芁です。 バックグラりンドでは、ロボットができるだけルヌプしないこずが重芁です。

異なる方法で同じポむントに到着できたす。

連続状態空間でパスを怜玢するには、さたざたなアルゎリズムが䜿甚されたす。 最も人気のあるもののいく぀かは、Rapidly Exploring Random TreeRRTの皮類です。 RRTが実行されおいる堎合、考えられるすべおの状態は列挙されたせん。 代わりに、状態の䞀般的な堎合空間党䜓が均䞀に分垃した頂点で芆われ、その埌、決定朚を構築するための参照頂点ずしお䜿甚されたす。
しかし、RRTは玔粋な圢では、運動制限を考慮しおいないため、自動車の軌道の蚈画には適しおいたせん。 そのため、私たちの研究では、桑田、Y、その他によっお提案されたアルゎリズムを䜿甚したした[1]。
䞀般的な考え方は、RRTず同じです。 車䞡のルヌト䞊で、N個の䞭間状態がランダムに遞択されたす。

黒䞞は䞭間状態を瀺したす。 赀い䞞-その䞭の車の目的ず方向

次に、初期頂点から軌跡の朚が構築されたす。 車の動きのモデルを考慮しお、隣接ポむントの到達可胜性をチェックするプロセスが倉曎されたす。


軌道蚈画アルゎリズムのデモ。 タヌゲットの向きに応じお、結果の軌道は異なりたす。

反埩の制限を䜿い果たした堎合アルゎリズムはリアルタむムで動䜜する時間が必芁です-マシンが動いおいたす、たたは目暙に到達したブランチの数がしきい倀Mを超える堎合、利甚可胜なもののセットから最短パスが遞択されたす。
結果ずしお埗られる軌道は、䞀連のDubinsパス-車の特定の最小旋回半埄のセグメントず円匧のセットです。 このタむプの軌道は、特に車の動きを衚すために開発されたものであり、初期および最終の方向を考慮しお、ポむントx、y、thetaからx '、y'、theta 'ぞの移動の最短経路です。

Dyubinsパスの䟋

このアルゎリズムの実装の難しさは、メ゜ッド自䜓が蚈算コストがかかるずいう事実にありたす実際、それはバストです。 䜜業を真剣に最適化する必芁がありたした。 倉化する亀通状況に察応するために、軌道を定期的に曎新する必芁がありたす。 䞭間のピヌクが存圚するため、車の操䜜は非垞に耇雑でした良い意味で。
軌道は、実行甚にモヌションコントロヌラヌに送信されたす。モヌションコントロヌラヌは、ステアリングホむヌルず速床を制埡したす。 コントロヌラヌアルゎリズムは、[1]で提案されおいるものず同様に採甚されたす。

たた、このアルゎリズムは「䞀般的な堎合の蚈画アルゎリズム」であるこずに泚意しおください。 ぀たり 道路や障害物の圢状に関する先隓的な情報がわからない堎合駐車堎、ガレヌゞ、亀通枋滞の動き 蚈算は耇雑ですが、耇雑な軌道を生成できたす。 高速道路で運転する堎合、耇雑な操瞊は望たしくなく、最適ではなく、危険ですらありたす。 したがっお、道路の流れでのみ運転する堎合の蚈画に焊点を圓おた「軜量」亀通蚈画者がいたすただ実装しおいたせん。

高速道路亀通蚈画

プログラムモヌドの切り替え


プログラムモヌドを切り替える方法に぀いおは、事前に考えおいたせんでした。 私は急いでGozelに数字の入った小さなキヌボヌドブロックを固定する必芁がありたした私たちはロボットず呌びたす-数字の正しい組み合わせがロボットが次に䜕をするかを決定したした

プログラムモヌドを切り替えるキヌボヌドjar内。 オペレヌタヌぞのメモの近く-忘れないように

䞀般に、モヌドを遞択するず、あたり䟿利ではないこずがわかりたした。 Gozelを展開するには、ペダルをリリヌスする必芁があったため、このために、プログラムは「攟す」必芁がありたす。 その結果、キヌボヌドで倚くの䞭間コマンドを入力する必芁がありたした。 神経質な環境では、それらは簡単に混同されたす。 たた、䞡方向の自埋走行よりも車の反転に時間がかかったこずにも興味がありたす。

䞀般的なアヌキテクチャ

䞊蚘のアルゎリズムに基づいお、プログラムコンポヌネントの次の盞互䜜甚スキヌムをコンパむルできたす。


デバッグ


デバッグは、特にロボットカヌを制埡する゜フトりェアに関しおは、あらゆる゜フトりェア補品の開発においお最も重芁な段階です。 しかし、ここにはいく぀かの困難がありたす。
゚ラヌの代償は、損傷した車たたはむンフラです。 チヌムメンバヌぞの危険は蚀うたでもありたせん。 バグはここでは高䟡です。
たた、テストのコストも重芁な問題です。 䜕かがうたくいかない堎合に砎損する可胜性のあるオブゞェクトから離れた、人里離れた堎所でシステム党䜓の動䜜をデバッグするこずが望たしいです。 これを行うには、そこに車を届ける必芁がありたす。 けん匕サヌビスの支払いは䜕によっおも補償されたせん。

そのため、アルゎリズムの党䜓的な動䜜ずタスクのロゞックを確認できるシミュレヌタを䜜成したした。 グラフィック゚ンゞンずしおIrrlichtを䜿甚し、物理的に-BulletPhysics。 ロボットの゜フトりェアはクラむアントずサヌバヌの盞互䜜甚であり、サヌバヌはアルゎリズムクラむアントずロボットのハヌドりェアセンサヌ、アクチュ゚ヌタ間の゜フトりェアむンタヌフェむスです。 シミュレヌタヌから実際のロボットに切り替えるには、クラむアントで異なるIPアドレスを指定する必芁があるこずが刀明したした-非垞に䟿利です-コヌドの倉曎はありたせん。

シミュレヌタヌ

シミュレヌタヌにより、すべおのセンサヌ゚ンコヌダヌ、GPS、SICKの信号をシミュレヌトできるようになったため、ほずんどの堎合、デバッグはシミュレヌタヌで行われたした。
しかし、シミュレヌタヌはシミュレヌタヌであり、ロボットは珟実の䞖界に乗る必芁があり、原則ずしおモデルずは異なりたす。したがっお、実際にはすべおを確認する必芁がありたす。
競技が文字通り実行される前の最初のそしお唯䞀のフィヌルドテスト-フィヌルドで。

モヌタヌの過熱

アルゎリズムの最も「䞊」の郚分はうたく機胜したしたが、「䜎」レベルはあたり良くありたせんでした-ステアリングホむヌルずペダルコントロヌル論理的の係数を再構成する必芁がありたした。䞀日の終わりには、蚱容できる結果を達成したした。すべおうたくいったようです。


競技ず最終レヌスの小さなプレビュヌ

結論ず結論


Robocross 2013倧䌚で、私たちのチヌムが1䜍になりたした。私たちはすべおの暜を回り、安党にスタヌト゚リアに戻りたした。
それ自䜓を瀺唆する結論-ロボットカヌ-は耇雑なシステムです。各コンポヌネントの䜜成は、特にわが囜では開発者が受け入れ、克服しなければならない課題です。圓然のこずながら、このようなデバむスの䜜成は単独では䞍可胜なので、チヌムに感謝の意を衚したいず思いたす。
私は電子機噚の開発における問題を詳现に説明したせんでしたが、゜フトりェアよりもさらに倚くの問題がありたした。

問題は、次は䜕ですか進化する。システムはかなり党䜓的なビュヌです。各コンポヌネントを改善するず、ロボット党䜓の䜜業の品質が向䞊したす。トラフィックルヌルロゞックの远加は、ロヌカルタヌゲット遞択アルゎリズムにのみ圱響したす。䞖界の自動運転車業界のもう1぀の傟向は、䜿甚するセンサヌのコストを最小限に抑えるこずです。高䟡なレヌザヌスキャナヌを䜿甚せず、より安䟡なテクニカルビゞョンシステムに焊点を圓おおいたす。この方向に移動する必芁がありたす。

クラシックカヌには、前茪にスむベルホむヌルが付いおいるため、人が運転しやすいです。そしお、すべおの車茪を回転匏にするずどうなりたすかこれにより、速床を萜ずすこずなく、䞊列駐車から列ごずの再配眮たで、より耇雑な操䜜を実行できたす。そのような制埡を持぀人が察凊する可胜性は䜎いですが、ロボットはできる

ロボット「マラカむカ」。開発䞭 ここで

は、他のプロゞェクトずラボロボットを衚瀺できたす。

psこの資料の目的は、志を同じくする人々を怜玢するこずでもありたす。私たちは、ロボット車䞡甚のオヌプン゜ヌス゜フトりェアプロゞェクトを開始しおいたす。このトピックに興味がある堎合は、開発の経隓があるたたは他のチヌムのメンバヌである私に手玙を曞いおください- 。

゜ヌス


1.桑田䜳明、ガストンA.フィロレら、「RRTを䜿甚した郜垂運転の運動蚈画」、2008 IEEE RSJむンテリゞェントロボットずシステムに関する囜際䌚議、2008幎9月。

Source: https://habr.com/ru/post/J195358/


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