🎱 🤸🏽 👋🏽 تقارير لقاء ROS الثاني حول الملاحة الآلية 🚵 ✏️ 🥀

في 30 نوفمبر 2019 ، تم عقد ROS الروسي MeetUp الثاني ، الذي نظمه مختبر Sberbank Robotics ، الذي جمع أكثر من 200 مطور ROS. في هذه المقالة ، قمنا باختيار مجموعة من العروض التقديمية الأكثر إثارة للاهتمام من MeetUp على التنقل الآلي.

قريبًا جدًا ، في 18 أبريل ، سيقام ROS MeetUp التالي ، أكثر طموحًا وإثارة للاهتمام! لا يسمح لنا Coronavirus بالالتقاء شخصيًا ، ولكن لا شيء يمنعنا من التجمع في مؤتمر عبر الإنترنت! ندعو جميع الزملاء للحضور عبر الإنترنت كمستمعين ومتحدثين. سيتم إرسال تفاصيل البث إلى المشاركين المسجلين ، التسجيل مفتوح ، الرابط هنا ، المشاركة مجانية. ونذكرك أنه يمكنك العثور على مطوري ROS ذوي التفكير المماثل في روسيا ، ومعرفة آخر أخبار ROS في مجتمع ROS Russia الخاص بقناتنا في البرقية . لقد نشرنا بالفعل الإعلان الكامل للبرنامج وجزء من تقارير MeetUp السابقة ، واليوم سنشارك ثلاثة تقارير أخرى مثيرة للاهتمام.

إذن هيا بنا نذهب!

"توطين الروبوت باستخدام علامات ARUCO"

مؤلف التقرير: Alexey Budyakov

→ شرائح العرض التقديمي

يفحص هذا التقرير بالتفصيل أحد المكونات الهامة لنظام الملاحة الفرعي - الموقع بواسطة العلامات.

تسلط المقدمة الضوء على المبادئ والمفاهيم الأساسية لطرق رؤية الكمبيوتر التي تسمح للروبوتات المتنقلة بالتنقل عبر العلامات الائتمانية: صور خاصة مصممة ليتم التعرف عليها كنقاط مرجعية. عادة ما يكون لديهم تباين عالي من تلقاء أنفسهم وعلى أي خلفية محتملة ، محسنة للتعرف عليها عند المسح بزاوية وفي الإضاءة المنخفضة. كعلامات ، يمكنك استخدام الشعارات البدائية (على سبيل المثال ، "الداما" على متن الطائرة) ، وأنظمة تشفير البيانات الجاهزة (DataMatrix ، QR) ، ومع ذلك ، في الروبوتات ، يتم استخدام أنظمة العلامات المطورة خصيصًا ، غالبًا في شكل صور بالأبيض والأسود. أحدها هو ArUco ، الذي يسمح لك بإنشاء علامات بكسل مع العديد من قيم الدقة (من 4 * 4 إلى 7 * 7) ، وخلافًا لرمز QR ،التعرف على أي منها يستغرق عدة عشرات من الثواني ، ويسمح بإيجاد واكتشاف علامة بأقل تكاليف حسابية. درس التقرير الطريق من اكتشاف علامة على صورة إلى حساب موضع الروبوت نسبة إلى العلامة ، ونظر في مزايا استخدام وحدة التعرف على العلامة ArUcoaruco_marker ، وهي جزء من مكتبة OpenCV الشائعة لطرق رؤية الكمبيوتر. لقد حاولنا بناء التقرير بطريقة من شأنها أن تعطي فهمًا عامًا لعملية التنقل بين العلامات دون التعمق في الرياضيات ، بالإضافة إلى روابط إلى طرق المكتبات الشائعة التي تطبق طريقة أو أخرى مستخدمة في التنقل يمكن استخلاصها منه.

"نظرة عامة على مخطط الطريق السريع المرن

مؤلف التقرير: Ivan Kornev

→ شرائح العرض التقديمي لم

يكن الغرض من التقرير هو إخبار فقط بمبدأ جدولة TimedElasticBand المحلية ، ولكن أيضًا لمقارنته بجدولة ROS أخرى شائعة - DynamicWindowApproach ، نظرًا لأنه جزء من مكدس تنقل MoveBase ويتم تعيينه كمجدول افتراضي في حزمة التنقل لـ turtlebot3. مع هذا المخطط ، يتعرف الوافدون الجدد أولاً ، كقاعدة عامة.

محتوى التقرير:

نظرة عامة موجزة على رزمة التنقل MoveBase توضح كيفية عملها. سيكون مفيدًا لأولئك الذين لم يسبق لهم التعامل مع هذه الحزمة ، لكنهم يريدون فهمها أو فهم الدور الذي يلعبه برنامج الجدولة المحلي فيها.
Dynamic Window Approach ( — DWA). DWA, . . , , . , . , DWA ROS , . - .
TimedElasticBand ( — TEB). . :

— , ( )
— , ( , 0 255, , ROS Costmap) 255 ( 255 ) . , , . , , . . TEB , .
. DWA TEB , ROS Wiki.

“Eurobot: ”

: ,

→ شرائح العروض التقديمية يتحدث

نواب بطل روسيا ، فريق setUp ، بدعم من مختبر Sberbank Robotics ، عن نظام الملاحة الخاص بهم. عملية التطوير موصوفة في مقال كبير .

"تسافر الروبوتات في حقل مسطح ومعظم العوائق معروفة مسبقًا ، ومع ذلك ، يمكن للمعارضين الخبيثين محاولة سرقة الموارد (ونريد أحيانًا تناول بضع عشرات من النقاط الإضافية) ، بينما نريد القيادة إلى النقطة المطلوبة بأسرع ما يمكن دون ضرب العقبات. من كاميرا خارجية في الميدان ، نحصل على بيانات عن موقع العدو ونعرف مكانه الآن. ومع ذلك ، لا يكفي أن تعرف موقفه - يجب أن تكون قادرًا على استخدام هذه المعلومات.

اليوم سنحاول القيادة من النقطة A إلى النقطة B دون الحاجة إلى القيادة على طول ذيل قطة نامت على الأرض. على وجه الخصوص ، سنشرح كيفية بناء مسار والتحكم في سرعة الروبوت ، وكذلك كيفية تشغيل كل شيء على جهاز الكمبيوتر الخاص بنا.

في محاولة للحصول على القليل من الدم

عند حل هذه المشكلة ، يمكنك أخذ المواد الجاهزة التي كتبها المحترفون ، فلن يكون هناك عذاب واختراع "الدراجة" التالية. استخدمنا منصة ذات عجلات متعددة ، لذلك ، على الرغم من وجود محاولة لاستخدام مسطح محلي جاهز من ROS ، لعدد من الأسباب وجدنا أن هذا غير وارد.

من مزايا المكدس القياسي ، يمكنك تسليط الضوء على توافر الوثائق والقدرة على العثور على المعلومات في المنتديات. يمكنك قراءة المزيد على الموقع الرسمي مع الوثائق .

من المهم أن نذكر أن حزم ROS يتم اختبارها في الغالب على منصات ذات عجلتين. لقد قمنا بتحسين تجميع النظام لكل الثقوب (يسمى هذا الروبوت holonomic: في أي لحظة من الزمن يمكنه التحرك في أي اتجاه) عن طريق زيادة زاوية الدوران المتاحة عند التحرك حتى 360 درجة. يبدو لنا أن هذا كان اختراقًا قذرًا ، لكن الخيارات الأخرى لم تكن عالمية. تبين أن المخطط القياسي ثقيل جدًا ولديه العديد من المعلمات التي لن نحتاجها أبدًا

مخطط عالمي

أول شيء قررنا تحسينه من حزم التنقل هو إنشاء __ مخططنا العالمي _ بناءً على خوارزمية ثيتا *. باختصار ، هذا هو تعديل A * . كالعادة ، تنقسم الخريطة المعروفة إلى شبكة من العناصر (العقد) بطريقة نقطية ؛ يبحث المجدول باستمرار عن العقدة الأصلية ، والتي يمكن الوصول إليها مباشرة ، أي في الطريق الذي لا توجد عقبات. هذا يسمح لك ببناء مسارات مناسبة وتنعيمها. علاوة على ذلك يتم نقلهم إلى مخطط محلي.

مقارنة بين A * و theta *

مخطط محلي

يعمل المجدول المحلي بطريقة الهبوط التدريجي في مجال محتمل. يتم استخدام المسار من المخطط العام كمدخل . بالإضافة إلى ذلك ، في المخطط المحلي ، هناك خدمات داخلية لاختيار وضع بناء المسار. يتوفر وضعان للتشغيل: وضع نقاط التحول على طول التدرج ، باستخدام عدة تمريرات على الخريطة ، بالإضافة إلى وضع التحول ، حيث يتم حساب الزيادة مباشرة في إحداثيتين ، وتتحرك النقطة إلى حافة المنطقة الآمنة.

ونتيجة لذلك ، قررنا استخدام نزول التدرج في مجال محتمل بناءً على المسار من المخطط العالمي"و. وتبين أنها خوارزمية خفيفة وبسيطة نسبيًا ترضينا تمامًا بجودة المسار المستلم ووقت العمل وكمية ذاكرة الوصول العشوائي المستهلكة (في منطقة 100-150 ميغابايت) ، وهو أقل عدة مرات مما تم الحصول عليه في تكرارات التطوير الأولى مع الحزم القياسية.

مثال على إزاحة مسار المخطط المحلي

منظم المسار

العنصر الأخير ولكن ليس الأقل أهمية في رصة التنقل هو منظم المسار . وهو مسؤول عن تحويل المسار من المخطط المحلي إلى المسار ويوفر قيم السرعة الآنية للخطوة الحالية. التكرار الأول في الطريق إلى "المسار" الجديد كان خوارزمية استبدال الناقل الذي يتحرك إليه الروبوت. تم تعيينه كمجموع المتجهات للعقد الثلاث التالية مع معاملات مختلفة. كان التكرار الثاني لكتابة مرشح الدنيا الهزة من خلال بناء متعدد الحدود لدرجة ال5، حيث س و ص إحداثيات تعتمد على وقت وصول إلى كل نقطة.

يوضح الشكل رسمًا بيانيًا لأحد الإحداثيات مقابل الوقت ، بالإضافة إلى السرعة على طول هذا الإحداثيات

إذا كنت مهتمًا بتطوير الروبوتات أو الوحدات الروبوتية أو مكونات البرامج ، إذا كنت تريد إظهار التطورات الخاصة بك أو مجرد الدردشة مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل ، فمرحبًا بك في لقاء ROS التالي عبر الإنترنت في 18 أبريل !

مؤلفو المقال: ألبرت إيفيموف ، أليكسي بوركوف ، ألكسندر بوجوسلوفسكي ، أوليغ أورزومتسيف

تقارير لقاء ROS الثاني حول الملاحة الآلية