Как робот видит себя в отражении и может ли врезаться в витрину магазина?

Об этом мы спросили младшего научного сотрудника ЛИРС и аспиранта ИТИС Александра Ерёмина. В конце октября на 36-ой Международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника» он представил доклад в секции «Наземная робототехника» - «Проблематика обнаружения прозрачных поверхностей лазерным дальномером».

Стеклянные двери, витрины магазинов, стены офисных помещений, стекла машин – всё это может быть препятствием для правильной навигации мобильного робота в неизвестной среде. Поэтому классическая задача построения маршрута становится проблемой.

«Поведение системы зависит от относительного положения дальномера и отражающей поверхности. При падении луча перпендикулярно поверхности ошибки минимальны, поскольку в этом случае зеркально отраженный луч возвращается обратно на дальномер. Поэтому столкновение робота с препятствием маловероятно. Наибольшее влияние рассматриваемые поверхности оказывают на навигацию робота, то есть на процесс картирования, локализации и как результат построения маршрута» - объяснил младший научный сотрудник ЛИРС Александр Ерёмин.

Чтобы обнаружить прозрачные поверхности оптический датчик распознает паттерны отклонения показаний дальномера от ожидаемых, поскольку отражающая поверхность выступает источником помех для него. Этим датчиком оборудовано большинство сервисных мобильных роботов. И если, к примеру, стеклянная дверь находится в области видимости луча дальномера в его показаниях возникают погрешности. Принцип работы датчика подразумевает, что объект обладает диффузным отражением, а любые отражения от гладких поверхностей ведут к возникновению ошибок. Для их устранения ученые ЛИРС применили несколько алгоритмов.

«Обнаружение может быть произведено с использованием различных эвристик, основанных на прямых показаниях дальномера, множественных возвратах сигнала (эхо-сигналах) или коэффициентах отражения луча от объектов. Учет рассматриваемых отражений в математической модели датчика на высоком уровне через обнаружение источников помех позволяет устранить погрешности.» - ответил младший научный сотрудник ЛИРС Александр Ерёмин.

При нахождении поверхности выполняется исправление или исключение искаженных показаний дальномера, позволяя роботу в дальнейшем создать более правдоподобную модель цифровой среды и определить свое положение на ней.

Также на Международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника» свой доклад на тему «Моделирование гусениц для мобильных роботов в симуляторе Gazebo» прочитал руководитель лаборатории интеллектуальных робототехнических систем ИТИС Евгений Магид. Тематика конференции включает наземную, морскую, промышленную и профессиональную, образовательную робототехнику и другие. Организаторы конференции - Министерство науки и высшего образования Российской Федерации и Государственный научный центр Российской Федерации «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ГНЦ РФ ЦНИИ РТК).