MAI ontwikkelt een nieuw besturingssysteem voor autonome RTK

21
MAI ontwikkelt een nieuw besturingssysteem voor autonome RTK
De Perseverance rover is een voorbeeld van de toepassing van SLAM-technologie. Foto door NASA


Om veelbelovende robotsystemen van verschillende soorten te creëren, is een breed scala aan verschillende technologieën vereist. Autonome besturingssystemen, technische zichthulpmiddelen enz. zijn in dit verband van bijzonder belang. Dergelijke systemen en technologieën worden door een aantal binnenlandse organisaties ontwikkeld en regelmatig sluiten zich nieuwe deelnemers aan bij dit werk. Dus onlangs werd bekend dat een ander soortgelijk project werd ontwikkeld door studenten van het Moscow Aviation Institute.



Veelbelovende ontwikkeling


Eind december maakte persdienst MAI de ontwikkeling van een nieuw interessant project bekend. Aleksey Koltovsky, een 3e jaars student aan Aerospace Institute No. 6 van de MAI, maakt een softwarepakket met een autonome besturingsfunctie robot. De ontwikkelingen op dit project in de toekomst kunnen worden gebruikt om verschillende robotsystemen te creëren, incl. ruimte bestemming.

De reden voor de opkomst van het project is de noodzaak om zich te ontdoen van de karakteristieke problemen en beperkingen waarmee ruimtesystemen worden geconfronteerd. Het radiosignaal van de aarde naar Mars duurt dus ongeveer 15 minuten, en dezelfde hoeveelheid tijd is nodig om een ​​reactie te ontvangen. Dienovereenkomstig wordt afstandsbediening van een planetaire rover of andere apparatuur praktisch onmogelijk. Daarnaast is de beoordeling van de situatie door de operator lastig door de slechte kwaliteit van het verzonden foto- of videosignaal.

De oplossing voor deze problemen, zoals bedacht door A. Koltovsky, zou een softwarepakket moeten zijn met de functie van autonoom navigeren en autorijden. Met moderne hard- en software kan de robot een driedimensionale weergave van de omgeving creëren, zelfstandig beslissingen nemen en een route uitstippelen.

Zoals gemeld, is een student-ontwikkelaar momenteel bezig met het maken van een softwarepakket met de nodige functies en mogelijkheden. De volgende fase van het project wordt al gepland. In het voorjaar gaan de auteur en zijn collega's de eerste tests uitvoeren. Ze zullen een zelfrijdend zeswielig platform gebruiken, dat zal worden uitgerust met besturingen op basis van nieuwe algoritmen.


Experimentele RTK "Marker", ontworpen om nieuwe technologieën te testen. Foto FPI

A. Koltovsky merkt op dat, indien succesvol, nieuwe softwaretools en technologieën uit zijn project kunnen worden gebruikt om verschillende RTK's te maken voor het oplossen van een breed scala aan taken. De ontwikkelaar zelf richt zich vooral op de ruimtevaartsector - het zijn onderzoeksvoertuigen die het potentieel van nieuwe technologieën volledig kunnen realiseren.

Autonomie en vereenvoudiging


De publicatie van de MAI-persdienst beschrijft de algemene principes van het ontwikkelde systeem, de mogelijkheden en voordelen ervan. Over het algemeen hebben we het over het gebruik van reeds bekende oplossingen, maar met hun aanpassing en verfijning voor specifieke praktische taken en reikwijdte. Daarom wordt voorgesteld om het aantal gebruikte apparaten te verkleinen en met een minimum aantal apparaten rond te komen.

Om het ontwerp en de software te vereenvoudigen, wordt voorgesteld om alleen optische middelen te gebruiken voor visuele studie van het terrein / de route. Het gebruik van versnellingsmeters of andere apparaten is niet voorzien. Een set camera's is aangesloten op een computer die de nodige berekeningen uitvoert en commando's geeft aan de actuatoren.

Het complex als geheel zou moeten werken aan de technologie van "gelijktijdige lokalisatie en mapping" (Simultaneous Localization And Mapping - SLAM). De computer ontvangt het videosignaal van de camera's en maakt na verwerking een kaart van het gebied met al zijn kenmerken, incl. met obstakels. Op basis van deze gegevens zal de automatisering een route bouwen en beslissen hoe elk obstakel moet worden overwonnen.

De software voor het geavanceerde complex is geschreven in Python. Daarnaast maakt de auteur gebruik van bibliotheken voor machine learning en machine vision. De belangrijkste taak op dit moment is het optimaliseren van de gebruikte algoritmen en datasets om de benodigde rekenkracht te verminderen en tegelijkertijd de prestaties te verhogen.

A. Koltovsky merkt op dat de bestaande OpenCV-bibliotheek in zijn oorspronkelijke vorm, zonder optimalisatie, een videosignaal kan verwerken met een snelheid van 0,82 frames per seconde. Door algoritmen te optimaliseren, kunt u de prestaties verhogen tot 8-10 frames per seconde.


"Marker" op een verrijdbaar onderstel. Foto FPI

SLAM-technologie heeft over het algemeen grote perspectieven en heeft haar capaciteiten in de praktijk al bewezen. Zo bepaalt de Perseverance rover van het Amerikaanse bureau NASA obstakels, incl. via optische middelen. Foto- en videoverwerking met het maken van driedimensionale kaarten van het gebied maakte het mogelijk om de toegestane snelheid te verhogen van 20 m/u tot 120 m/u - zes keer.

Opgemerkt wordt dat een dergelijk project uniek is voor de Russische wetenschap. De taken van het creëren van softwaresystemen voor autonome besturingssystemen op basis van SLAM en hun aanpassing aan relatief energiezuinige computerplatforms in ons land zijn nog niet opgelost. Zo heeft een studentenproject tenminste historisch betekenis.

Tegen de achtergrond van de industrie


De afgelopen jaren is in ons land een groot aantal verschillende grondgebonden RTK's met verschillende functies en capaciteiten ontstaan. Sommige van deze systemen hebben zelfs de praktijk bereikt in verschillende structuren en afdelingen. Met name robots van verschillende typen voor het leger zijn algemeen bekend geworden. Tegelijkertijd staat de ontwikkeling van de industrie en de ontwikkeling van nieuwe projecten niet stil. Daarnaast creëren verschillende organisaties en liefhebbers een wetenschappelijke en technologische basis voor de volgende projecten.

Een van de belangrijkste taken van de industrie op dit moment is het creëren van autonome controlesystemen die in staat zijn om onder verschillende omstandigheden te rijden, langs een bepaalde route te rijden of zelfstandig obstakels te overwinnen. Om dergelijke problemen op te lossen, worden verschillende zogenaamde apparaten gebruikt. technische visie en boordcomputers met speciale software.

De standaardset sensoren voor zelfrijdende grond-RTK omvat camera's en lidars, evenals in sommige gevallen ultrasone of radarsensoren. Al deze apparaten verzamelen gegevens die de computer combineert tot een driedimensionale kaart van het gebied, geschikt voor oriëntatie. Bovendien worden gegevens van satelliet- of traagheidsnavigatiehulpmiddelen toegevoegd aan de terreinkaart.

Deze methode om de locatie te bepalen en de route uit te werken, heeft zijn potentieel en mogelijkheden al lang bewezen en bevestigd. Het onderscheidt zich echter door een zekere complexiteit en hoge kosten vanuit hardware-oogpunt - het maakt gebruik van vrij complexe en dure sensoren. Bovendien verschilt het instrumentele deel van de voltooide RTK daardoor aanzienlijk in afmetingen en gewicht.


Zware engineering RTK "Prohod-1" - tijdens bedrijf wordt een deel van de taken opgelost door automatisering. Foto VNII "Signaal"

Een nieuw project van de MAI stelt voor om de processen van het in kaart brengen en de daaropvolgende navigatie op de grond te optimaliseren. Het belangrijkste idee is om alle sensoren, met uitzondering van videocamera's, achterwege te laten en tegelijkertijd de gebruikte software te verbeteren. In theorie is deze aanpak technisch en economisch vrij gunstig, hoewel de nieuwe technologie nog moet worden ontwikkeld en getest.

Het project van een MAI-student of gelijkaardige ontwikkelingen van andere auteurs zijn interessant in het kader van de verdere ontwikkeling van RTK voor verschillende taken. Door de autonomie van de robot tijdens het rijden te vergroten, kunt u de belasting van de operator verminderen en zorgen voor een succesvolle doorgang van de route.

Bovendien wordt het mogelijk om volledig autonome systemen te creëren voor het werken in moeilijke omstandigheden, incl. wanneer radiobesturing niet kan worden gebruikt. De ontwikkelaar van het nieuwe systeem geeft aan dat dit handig zal zijn bij verkenning van de ruimte. Er is echter werk voor autonome machines op aarde.

Reden voor optimisme


Het project van het besturingssysteem van de MAI-student bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase, maar er worden al tests verwacht met een experimenteel grondplatform. In het voorjaar vindt een praktijktest van nieuwe technologieën plaats en dan wordt duidelijk hoe succesvol het nieuwe project is. Dan is het mogelijk om het te evalueren en de echte waarde voor de industrie te bepalen.

Of de ervaren RTK en zijn besturingssysteem de komende controles aankunnen, is niet bekend. Maar ook nu laat dit project zien dat nu - dankzij de vooruitgang en de beschikbaarheid van de nodige ontwikkelingen - niet alleen grote organisaties, maar ook liefhebbers of studenten kansrijke technologieën kunnen creëren. En het is heel goed mogelijk dat dergelijke projecten in de toekomst een aanzienlijke impact zullen hebben op de ontwikkeling van de industrie als geheel.
Onze nieuwskanalen

Schrijf je in en blijf op de hoogte van het laatste nieuws en de belangrijkste evenementen van de dag.

21 комментарий
informatie
Beste lezer, om commentaar op een publicatie achter te laten, moet u: inloggen.
  1. +5
    30 januari 2023 04:49
    Alles is in ontwikkeling...

    -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------------------
    1. +2
      30 januari 2023 08:14
      De student moet worden getest .. op politieke geletterdheid ... anders worden kennis en geld nu in hem geïnvesteerd, en hij is in Upper Lars. Er zijn alleen vijanden in de buurt.
  2. +3
    30 januari 2023 05:58
    We moeten werken aan de toekomst. Zelfs als op dit moment de toepassing in het geding is.
    1. +4
      30 januari 2023 10:57
      Citaat: Vladimir_2U
      Moet werken voor de toekomst

      Het is nodig, wie beweert?
      Maak deze klus gewoon af zoals gewoonlijk. Ze kopen iets op Ali, laten de garantsteller zien en schrijven het op als een actief. Alle! Winst.
  3. +7
    30 januari 2023 06:10
    curieus project. 3e jaars student van Instituut nr. 6 "Aerospace" MAI

    Studenten van het 3e jaar, en vooral het 2e, kunnen zulke projecten ontwikkelen die je je alleen maar kunt afvragen. Zelf heb ik in mijn 2e jaar bij de afdeling Natuurkunde een installatie ontwikkeld voor de vorming van bolbliksem in laboratoriumomstandigheden. Mijn vader deed iets voor mij in de fabriek. En er was geen apparatuur op de afdeling. Maar in de USSR was er een winkelketen "Salon-apparaten", waar je wat apparaten kon kopen. Ik ging naar zo'n winkel, ontving een factuur, schreef een aanvraag, het hoofd van de afdeling tekende het, maar zei dat ik zelf naar de hoofdaccountant van het instituut zou gaan.
    Ik ging. De hoofdaccountant, die de figuur zag, schreeuwde tegen de helft van het instituut: "Als elke student van de SSS zoveel geld uitgeeft aan * (onzin), dan krijgt niemand een beurs. Tegelijkertijd maakte hij een fout door niet uit te zetten dat als ik balbliksem uitvind binnen de muren van ons instituut, dit onze "alma mater" op hetzelfde niveau zal brengen als Cambridge of Oxford, waarna de verbijsterde hoofdaccountant de aanvraag ondertekende en achtervolgend fluisterde: " Verbrand het hoofdinstituut niet."
    Ik heb de bolbliksem niet uitgevonden. En nadat hij een kortsluiting in het laboratorium had geregeld en verschillende apparaten had vernield, werd hij er schandelijk uit gezet. Daarna ging hij zich bezighouden met uitvindingen op een andere afdeling. was lol
    1. Eug
      +3
      30 januari 2023 07:59
      Ja, de Student Scientific Society - onvergetelijke herinneringen ... naast een geheel andere communicatie met docenten, is er tijdens het werk veel communicatie met beoefenaars - laboratoriumassistenten, ingenieurs, laboratoriumleiders, d.w.z. mensen die praktisch blijven buiten het onderwijsproces, maar die veel interessante ideeën hebben en, in de regel, gouden handen...
  4. +6
    30 januari 2023 08:21
    3e jaars student van het Instituut
    En hij probeerde niet verder te studeren? Ik sta sceptisch tegenover zulke nerds, omdat ik zowel met hen als met normale studenten omga die de hele studie afmaken. Als dit het onderwerp van zijn diploma was - dit is één ding, en dus - een PR-campagne.
    1. 0
      4 februari 2023 20:17
      In de jaren 90, bij de NTS aan de NIITP im. Keldysha luisterde naar het rapport van nuggets van het Moscow Aviation Institute over zonnepanelen met spiegelconcentratoren. Tekeningen uit het tijdschrift Murzilka. Bovendien, interessant genoeg, namen onze technische broeders het allemaal serieus en begonnen ze vragen te stellen - weerstand tegen trillingsbelastingen, tegen akoestiek, tegen klimaat, tegen extreme temperaturen, om in een vacuüm te werken, enz. Het bleek dat de heren van het Moscow Aviation Institute er op de een of andere manier geen rekening mee hadden gehouden dat dit "briljante" ontwerp in een baan om de aarde zou worden gelanceerd door een drager die trilt, hels luid schreeuwt en het product vervolgens de ruimte in brengt.
      Een gordijn. Er was geen applaus.
  5. +1
    30 januari 2023 09:20
    Die komt er zeker (Kartsev)!!! En de maan is er nog steeds! Over de horizon! En zonder ons!
  6. 0
    30 januari 2023 11:59
    Al een hele "1 student van het instituut ..." triest Nou, ik begrijp het ... en zelfs dit is een geweldige prestatie voor ons ... nou. Goed. Wachten op de Nobelprijs! Onder de USSR losten hele onderzoeksinstituten dergelijke problemen op, en zelfs dan niet altijd met succes ....
    1. +1
      30 januari 2023 17:30
      Onder de USSR losten hele onderzoeksinstituten dergelijke problemen op, en zelfs dan niet altijd met succes ....

      Onderzoeksinstituten in de USSR losten veel problemen op, zelfs in een afdeling of laboratorium waren er meerdere taken, maar voor een heel instituut om zich met één taak bezig te houden - dit was niet het geval ... In ieder geval, in mijn luchtvaartonderzoeksinstituut, waar Ik heb dertien jaar gewerkt.
      Wat betreft het werk van een derdejaars student, ik zal het niet eens bespreken ... Niet serieus, hij heeft geen kennis of ervaring van het woord "absoluut", wat betekent dat er geen praktisch significant resultaat zal zijn. De student doet wat ontwikkelervaring op - wat op zich goed is.
  7. Eug
    0
    30 januari 2023 13:57
    Er rijzen een aantal vragen
    1) Heb je al geleerd versnellingen te meten met behulp van optica, zonder mechanische en radiometrische (DISS) apparaten, met alleen optische middelen? Ik geef dit toe, maar ik heb een externe bron van positionering nodig (astrooriëntator of richting naar de satelliet, maar nogmaals - tijd)
    2) hoe kan een MECHANISCHE beweging worden bestuurd zonder de huidige parameters van deze beweging, namelijk versnellingen, te meten?
    Als onderzoekswerk is het zeker noodzakelijk, negatieve technische ervaring is zeker niet nutteloos, maar wat mij betreft, het is verre van praktische implementatie.
    PS Dit is precies het geval wanneer ik me hopeloos achterlijk zou willen voelen, en - succes voor de man en het hele team!
    1. 0
      30 januari 2023 15:43
      Heb je al geleerd versnellingen te meten met behulp van optica, zonder mechanische en radiometrische (DISS) apparaten, met alleen optische middelen?
      De lasergyroscoop helpt je op weg met het Signac-effect.
      Als onderzoekswerk is het zeker noodzakelijk, negatieve technische ervaring is zeker niet nutteloos, maar wat mij betreft, het is verre van praktische implementatie.
      En hier ben ik het absoluut mee eens. Alleen niet in het derde jaar is het nodig om dit te doen, maar bij het afstuderen.
      1. 0
        30 januari 2023 17:24
        Het is laat op het bal, alle gedachten van seksuele aard zijn aanwezig ...
  8. 0
    30 januari 2023 15:16
    Nieuws van de afgelopen 25 jaar:

    - in Roscosmos worden bemande maanstations ontwikkeld
    - UAC ontwikkelt een uniek transportvliegtuig
    - Rusland bereidt een nieuwe, eigen missie naar Venus voor
    - VPK ontwikkelt motoren met gesloten circuit voor onderzeeërs
    - Rogozin zei dat het militair-industriële complex hightechproducten van wereldklasse ontwikkelt

    enz. Kortom, in Rusland is iedereen iets aan het ontwikkelen. Soms kunnen dergelijke ontwikkelingen worden gerealiseerd met AliExpress :)
  9. +1
    30 januari 2023 17:15
    Vertel hem, iemand, dat Yandex-taxi's in Moskou zonder chauffeur rijden
  10. 0
    31 januari 2023 08:27
    Als een derdejaarsstudent dit regelde en in het nieuws kwam, moet 30-90% van de gespecialiseerde onderzoeksinstituten en ontwerpbureaus door geniesoldaten naar Oekraïne worden gestuurd, wegwerpbaar.
    1. 0
      31 januari 2023 16:20
      Als een derdejaarsstudent dit regelde en in het nieuws kwam, moet 30-90% van de gespecialiseerde onderzoeksinstituten en ontwerpbureaus door geniesoldaten naar Oekraïne worden gestuurd, wegwerpbaar.
      Het is noodzakelijk om PR-mensen daarheen te sturen die een project promoten dat is gemaakt op het niveau van een kring van pioniers uit de jaren 60. Dat is wanneer het resultaat is, dan is het nodig om te spreken. Ondertussen een bulk in een plas.
  11. 0
    9 maart 2023 20:40
    Een verbazingwekkend kenmerk van het Russische militair-industriële complex is dat alles in de toekomst gebeurt: het wordt ontwikkeld, ontworpen, in gebruik genomen, enz. en bijna niets in het heden. Het gebeurt ook in het verleden, dat wil zeggen in de USSR en niet alleen in de oren.
  12. 0
    4 april 2023 08:07
    Als het complex dat wordt ontwikkeld is gepland om te worden gebruikt voor beweging langs de ringweg van Moskou, dan is misschien één optiek voldoende, en op de grond heeft een klein mechanisme zowel de oppervlaktehoek als de fysieke kenmerken van de grond in de bewegingsrichting nodig om er niet af te vallen en uit te glijden, de mogelijkheid om de modus van onafhankelijk instelbare voortstuwing te veranderen, maar niet genoeg -ofwel. Bovendien is een dergelijk apparaat slechts een deel van het besturingssysteem dat gemeenschappelijk is met het orbitale station en het commando- en meetcomplex, d.w.z. het kan slechts gedeeltelijk autonoom zijn om het aantal door te geven commando's te minimaliseren. Eén gespecialiseerd programma voor de camera is hier duidelijk niet genoeg.
  13. -1
    26 april 2023 10:34
    Wetenschap en technologie12:00, 13 maart 2004
    Robotraces in de VS
    Vandaag is er in de VS een racewedstrijd "Grand Challenge" onder robots. Raceafstand - 320 km van Los Angeles naar Las Vegas, en de prijs - een miljoen dollar.

    Om te winnen moeten de robots met een gemiddelde snelheid van minimaal 32 km/u bewegen om de afstand in 10 uur af te leggen. Robots zullen onderweg bomen, auto's, dieren, hoogspanningsleidingen moeten ontwijken en waterhindernissen moeten overwinnen.


    Het project van een MAI-student is niet eens vandaag, maar eergisteren voor Robotica....
    Wat hij probeert voor te doen als een nieuwigheid, maken studenten van Amerikaanse universiteiten al 40 jaar en organiseren zelfs regelmatig urenlange wedstrijden op moeilijke circuits tussen tientallen modellen die jaar na jaar worden verbeterd.

"Rechtse Sector" (verboden in Rusland), "Oekraïense Opstandige Leger" (UPA) (verboden in Rusland), ISIS (verboden in Rusland), "Jabhat Fatah al-Sham" voorheen "Jabhat al-Nusra" (verboden in Rusland) , Taliban (verboden in Rusland), Al-Qaeda (verboden in Rusland), Anti-Corruption Foundation (verboden in Rusland), Navalny Headquarters (verboden in Rusland), Facebook (verboden in Rusland), Instagram (verboden in Rusland), Meta (verboden in Rusland), Misanthropic Division (verboden in Rusland), Azov (verboden in Rusland), Moslimbroederschap (verboden in Rusland), Aum Shinrikyo (verboden in Rusland), AUE (verboden in Rusland), UNA-UNSO (verboden in Rusland), Mejlis van het Krim-Tataarse volk (verboden in Rusland), Legioen “Vrijheid van Rusland” (gewapende formatie, erkend als terrorist in de Russische Federatie en verboden)

“Non-profitorganisaties, niet-geregistreerde publieke verenigingen of individuen die de functies van een buitenlandse agent vervullen”, evenals mediakanalen die de functies van een buitenlandse agent vervullen: “Medusa”; "Stem van Amerika"; "Realiteiten"; "Tegenwoordige tijd"; "Radiovrijheid"; Ponomarev; Savitskaja; Markelov; Kamalyagin; Apakhonchich; Makarevitsj; Dud; Gordon; Zjdanov; Medvedev; Fedorov; "Uil"; "Alliantie van Artsen"; "RKK" "Levada Centrum"; "Gedenkteken"; "Stem"; "Persoon en recht"; "Regen"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kaukasische knoop"; "Insider"; "Nieuwe krant"