Трал патруль: автономный охранный робот

Трал патруль: автономный охранный робот

    Мир глазами робота Зрение у робота черно-белое, разрешение изображения низкое. Но этого достаточно, дабы электронный мозг точно определял границы дороги и обнаруживал препятствия на пути в любую погоду и в любое время. Под изображениями с камер возможно замечать визуализацию карт глубины.

О храбрецах данной статьи необходимо снять фантастический боевик. Место действия — как в хорошем голливудском кино: простой «дачный» участок в малопримечательном поселке, действительно, рядом от Зеленограда, известной кузницы инженерных кадров. За механическими воротами нас встречают персонажи — все как из-под пера сценариста.

председатель совета директоров Алексей — юный, выделено энергичный, всесторонне компетентный.

Программист Евгений — вчерашний студент, обаятельный худощавый холерик, что клянется, что выпивает три литра кофе в сутки и может не дремать 14 дней. Инженеры по ходовой и подвеске — приветливые скромняги Денис и Александр. И PR-эксперт Артем — солидный господин средних лет, что является связующим звеном между данной всем остальным и шайкой гениев миром.

В описании, очевидно, присутствует изрядная часть шутки.

Эти люди — никакая не шайка, а коллектив технологической компании «СМП-Роботикс», в далеком прошлом трудящейся на рынке охранных совокупностей видеонаблюдения (не смотря на то, что все ее главные лица вправду весьма молоды и поразительно гениальны). И они, не считая шуток, создают одного из самых продвинутых роботов в мире.

Верь глазам своим

Робот «Трал Патруль», призванный заменить собою простых живых охранников, способен осуществлять контроль территорию 24 часа в день. Он складывается из независимой самодвижущейся платформы SRX и следящей камеры с углом обзора 360 градусов. Роботу особенно прекрасно удается охранять территории, на которых не должно быть посторонних, — фабрики, электростанции, промышленные объекты.

На протяжении работы он не требует какого-либо внимания со стороны оператора и, только найдя присутствие человека, включает режим слежения и передает сигнал на пульт. Такие автомобили уже трудятся на олимпийской стройке в Сочи.

То, что делает робота по-настоящему неповторимым, — это совокупность визуальной ориентации, на которую машина надеется целиком и полностью. «Трал Патруль» способен самостоятельно передвигаться по маршруту, объезжать препятствия, а также появляющиеся неожиданно, избегать столкновений с людьми а также самостоятельно принимать ответ об трансформации маршрута по мере необходимости — к примеру, в случае если необходимо преследовать преступника.

Робот видит мир перед собой приблизительно так же, как человек, — посредством двух камер, расставленных на некоем расстоянии друг от друга.

И благодаря сложнейшей программе он может осознавать и трактовать то, что видит. Разбирая контрастные участки изображения, робот выделяет на них отдельные объекты. Опираясь на отличие между правой картинкой и левой, он делает выводы о размерах объектов и расстоянии до них.

Маршрут для робота не программируется и не рисуется на карте. В качестве первого знакомства оператор машину по охраняемой местности на радиоуправлении. Разбирая изображение с камер, робот выделяет для себя опорные точки, визуальные ориентиры на маршруте.

По окончании первой же прогулки «за ручку» «Трал Патруль» готов выходить на работу самостоятельно.

Здесь-то и начинается самое занимательное. С первого и до последнего дня робот обучается. Любой раз, проходя по маршруту, он запоминает его трансформации, снова записывая опорные точки.

Вид маршрута не имеет возможности измениться быстро: ночи и смена дня, приход зимы, первый снег, кроме того ремонт дороги протекают медлено, дабы «ученик» успевал отыскивать в картине привычные ориентиры и записывать в память новые. «Умелый» робот поделится знаниями с новичками: дабы научить новых патрульных всем премудростям, достаточно скопировать базу данных с одной автомобили на другие.

Основное чувство

Обрисованный выше подход к независимому передвижению неповторим. «В большинстве случаев для сканирования местности перед машиной используются лидары (сканирующие лазеры), — говорит генеральный директор «СМП-Роботикс» Алексей Полубояринов, — но лидар с нужными чертями стоит более $30 000, наряду с этим в ливень он оказывается полностью ненужен.

Кое-какие производители применяют для ориентирования точный GPS, но в условиях плотной муниципальный застройки либо в лесу среди деревьев его точность падает ниже допустимого уровня. Еще более сложный и ненадежный путь — разметка маршрута радиометками. Так как мельчайшее неожиданное препятствие в этом случае вынудит робота всецело потеряться в пространстве».

В действительности камеры — не единственные органы эмоций охранного робота. У него имеется инерциальные датчики, другими словами счётчики и акселерометры оборотов колес. Инерциальная и визуальная совокупности ориентирования дополняют друг друга. «Вестибулярный аппарат» автомобили всегда накапливает погрешность, но визуальные ориентиры оказывают помощь ее нивелировать.

Иначе, инерциальные датчики оказывают помощь роботу не растеряться, в случае если маршрут внезапно начнёт выглядеть по-второму — к примеру, выпадет снег, уедут ранее припаркованные автомобили, загорятся уличные фонари.

Разумеется, что основное ноу-хау «СМП-Роботикс» — сложнейший метод интерпретации видеоизображения. В совокупность управления роботом входит пара вычислителей. Один из них несёт ответственность за обработку картины: фильтрацию, увеличение четкости, сопоставление контрастных объектов, оценку их достоверности (исключение фальшивых сопоставлений) и создание карты глубин.

Схема построения пути проезда, основанная на 16-ядерном процессоре с параллельной архитектурой, разрешает сравнять частоту выдачи управляющих сигналов с частотой кадров 25 Гц. Кстати, как раз скорость вычислений, а вовсе не возможности шасси определяет большую скорость перемещения автомобили. На сегодня она образовывает 7 км/ч.

Отдельный контроллер несёт ответственность за управление силовой установкой. Это малошумные электродвигатели (маршевый и рулевой) и железо-фосфатные аккумуляторная батареи, заряда которых хватает на 40 км пробега при температуре -10°С. «В случае если предположить режим, при котором 5-минутные перегоны между наблюдательными пунктами чередуются с 10-минутным сканированием местности, то робот может трудиться 16 часов без подзарядки», — поясняет Алексей Полубояринов. Вероятен и более равномерный режим — два часа зарядки через каждые 25 км пробега.

Кстати, опционально на «Трал Патруль» возможно установлена совокупность беспроводной индукционной зарядки. В этом случае робот будет самостоятельно приезжать на зарядную станцию по мере необходимости. Опция особенно нужна в труднодоступных местах со непростыми климатическими условиями.

Наконец, камера слежения, установленная на металлическом патрульном, кроме этого имеет собственную вычислительную совокупность. Она способна распознавать человека и удерживать его в поле зрения, передавая картину на пульт охраны по Wi-Fi либо GPRS.

Разумная защита

120-килограммовая машина выстроена на металлической пространственной раме и не лишена некоторых внедорожных свойств. Она перемещается как по тротуарной плитке и асфальту, так и по грунтовым парковым дорожкам с высокими корнями, и по 10-сантиметровому снегу. Зимний период машине смогут пригодиться шипованные шины.

Подвеска робота очень сложна и тонко настроена. Совокупность визуального ориентирования достаточно не хорошо переносит вибрации, исходя из этого машине нужен вправду мягкий движение.

Стеклопластиковый кузов патрульного производится на предприятии НПО «Стеклопластик» неподалеку от Зеленограда. Он достаточно прочен, дабы перетерпеть град либо выдержать падение веток с деревьев. Вандализм либо попытки кражи роботу фактически не угрожают: так как изображение с камер передается на пульт охраны и записывается отличным видеорегистратором.

«Закон запрещает ставить на машину устройства, разрешающие ей самостоятельно защищаться от людей, — говорит Алексей, — но светошумовая граната либо баллончик со слезоточивым газом, срабатывающие по удаленной команде оператора, допустимы».

С прицелом на будущее

«СМП-Роботикс» — это не только ноу-хау, это еще и здоровый бизнес. Алексей Полубояринов с наслаждением делится стратегическими замыслами, каковые учитывают и потребности будущих клиентов, и конъюнктуру рынка, а также выращивание новых гениев из студентов родного МИЭТа.

Предсерийные образцы «Трал Патруль» уже находят собственных клиентов в различных уголках России. В первых числах Января будет запущено серийное производство в Твери, и это разрешит снизить цена робота с нынешних 2 млн рублей до менее миллиона. Согласно расчетам Алексея, охранник (включая налоги, социальное страхование, премии, отпускные) обходится предприятию в среднем в 900 000 рублей в год.

А на умелом производстве компании, где мы и побывали, так же, как и прежде кипит работа. На стеллажах мы насчитали около десятка разных рам и кузовов, видели пара прототипов, а также с гусеничным движителем. И конечно же — неизменный блеск в глазах программистов и инженеров. на данный момент они трудятся над более большой внедорожной версией охранного робота с шинами и полным приводом низкого давления.

Ее назначение — патрулирование газопроводов, каковые в основном пролегают далеко от цивилизации.

Помимо этого, независимая платформа SRX, на которой выстроен «Трал Патруль», годится не только для охраны. Ее модификации способны транспортировать до 50 кг нужной нагрузки и трудиться в торговле, рекламе, образовании и в сфере развлечений.

Мы же сохраняем надежду, что «Трал Патруль» снимется в громадном кино, главные храбрецы которого будут похожи на молодых и гениальных инженеров из Зеленограда.

За хорошее зрение — безопасность премия

При достаточно хорошем программном обеспечении совокупность визуального ориентирования — чуть ли не самое надежное ответ для независимого вождения. Точный GPS перестает оправдывать собственный наименование в плотной муниципальный застройке, лазерный сканер легко запутать дождем, камеру же достаточно обезопасисть от непогоды козырьком.

Паучий взор

— Самая верхняя камера направлена вниз и несёт ответственность за сегментирование пути — определяет границы дороги. Камера под ней предназначена для визуальной одометрии и является одним из источников информации о пройденном расстоянии.

— Две камеры, расположенные на одном уровне, — это главные органы эмоций робота, снабжающие стереоскопическое зрение. Принцип их действия целиком и полностью скопирован у природы.

— На месте расположенной под камерами крышки у более новых предположений «Трал Патруль» — замечательные осветительные устройства, каковые разрешают роботу нести работу круглосуточно.

— Фара с цветной подсветкой может очень многое сообщить сведущему человеку о состоянии робота. К примеру, в случае если фара зеленая, то робот трудится в штатном режиме. В случае если индикатор начинает синеть, значит, батареи мёрзнут и роботу пора на зарядку.

Временное тело автомобили

    Корпус робота
    В базе конструкции
    1) У «СМП-Роботикс»
    2) Подвеска робота
    3) Ведущий электромотор

Шасси и кузов автомобили — также в определенной мере ноу-хау: так как для надежной работы совокупности визуального ориентирования нужна бескомпромиссная плавность хода, добиться которой возможно только посредством совершенной развесовки и филигранной настройки подвесок.

В базе конструкции лежит пространственная сварная рама. Она с легкостью выдерживает массу увесистых железо-фосфатных аккумуляторная батарей.

Корпус робота изготавливает подмосковная компания НПО «Стеклопластик». Он легок и достаточно прочен, дабы выдержать падение веток, удары камней либо града.

1) У «СМП-Роботикс» более чем десятилетний опыт в производстве электроники. На фото — «голова» одного из прототипов робота «Трал Патруль».

2) Подвеска робота напоминает автомобильную, с той только отличием, что рулевые тяги приводит в перемещение управляющий электромотор.

3) Ведущий электромотор приводит в перемещение заднюю ось автомобили. Он достаточно замечательный, дабы робот имел возможность преодолевать уклоны и двигаться по вязкому грунту.

Статья «Робокоп-5: жара в Зеленограде» размещена в издании «Популярная механика» (№134, декабрь 2013).

<

h4>

Охранный робот Трал Патруль

Статьи, которые будут Вам интересны: