👩🏻‍✈️ 🏺 👴 كيف قمنا بإنشاء تاجر روبوت نموذجي وما هو التالي 👨🏻‍💻 🐂 👩🏻‍⚖️

يواصل الفيروس التاجي انتشاره القاتل في جميع أنحاء العالم وفي بلدنا. لقد عملنا من المنزل لمدة شهرين تقريبًا ، مثل جميع موظفي تكنولوجيا المعلومات في جميع أنحاء العالم ، ومن ناحية ، نحن حزينون أكثر فأكثر على فضاءنا القديم الجيد والفرصة لمناقشة جميع المهام والمشاكل في العيش ، وليس الجنون مفيد ، ولكن لا يزال التكبير بلا روح (للأسف لم يكن لدينا الوقت لاستئجار لاما كاليفورنيا لجميع لقاءاتنا :)). من ناحية أخرى ، نحن نفكر أكثر فأكثر في الأتمتة والروبوتات لجميع العمليات ، بما في ذلك عمليات إنشاء البيانات التحليلية التي نعمل معها ونظامنا.

بمزيد من التفصيل ، نتذكر أول تاجر روبوت لدينا ، والذي قمنا بعمله كنموذج أولي قبل عامين ونفكر أكثر فأكثر (وليس فقط يفكرون!) حول الإصدار الثاني ، والذي يمكن وضعه في الإنتاج والتشغيل التجاريين.

في هذه المقالة ، أود أن أخبركم بما حدث من هذه الفكرة ، وما الذي حدث بشكل سيئ أو لم ينجح على الإطلاق ، وما الذي سنفعله الآن من أجل إيصال هذه الفكرة إلى التطبيق الحقيقي في المتاجر الحقيقية. لأولئك المهتمين ، مرحبا بكم في القطط.

خلفية صغيرة: بدأت شركتنا (ShelfMatch Robotics) في أتمتة التسويق منذ حوالي 5 سنوات. الأتمتة في هذه الحالة تعني أننا نحصل بطريقة أو بأخرى على صور لأرفف البضائع في المتاجر (في الصيدليات ، في محطات الوقود ، إلخ) من قبل التجار ، والتعرف على جميع السلع الموجودة عليهم وإصدار التحليلات اللازمة للعملاء.

بمجرد أن أعمقنا قليلاً في هذا ، واجهنا على الفور واحدة من المشاكل الرئيسية والمعقدة إلى حد ما - في الغالب ، يلتقط التجار صورًا سيئة أو سيئة للغاية. من الواضح أنه يمكن حل هذه المشكلة بطرق تقليدية مختلفة ، مثل تدريب الموظفين ، وإصدار أجهزة جيدة ، وما إلى ذلك ، ولكن لأسباب عديدة (سأتركها جانبًا ، غير مهمة) ، فإن هذه الأساليب لا تعمل دائمًا ، أو بالأحرى ، لا تعمل دائمًا بشكل جيد.

السبب الثاني ، الذي لا يقل أهمية في جعل أتمتة التحليلات داخل المتجر منطقيًا ، هو أن المتاجر تخسر الأموال كل ثانية بسبب أخطاء العرض المختلفة ، مثل نفاد المخزون أو عدم مراقبة المخطط. ويخسرون الكثير من المال ، وفقًا للمحللين في شركة bossa nova robotics التي نفذت من المخزون ، مما أدى إلى خسارة في الإيرادات قدرها 0.5 تريليون. دولار سنويا في جميع أنحاء العالم. بشكل عام ، بالنسبة للمخزن ، فإن إدخال "عيون إضافية" والتي ستقوم بمسح كامل مساحة قاعة التداول والمستودع أمر مهم للغاية ويتم تنفيذه بشكل سيئ في الوقت الحالي.

لقد توصلنا في تلك اللحظة على الفور إلى قرار آخر ، أكثر إثارة للاهتمام ، في رأينا ، - لماذا لا يفوض التقاط الصور لشخص يقوم ، في جوهره ، بكل شيء دائمًا وفقًا للتعليمات ولا يخطئ أبدًا تقريبًا (عند مراعاة تعليمات دقيقة وعالية الجودة) . ربما كنت قد خمنت بالفعل أننا نتحدث عن تجار الروبوتات.

أتذكر عندما نظرنا في جميع الأفكار الأكثر جنونًا ، بدءًا من الطائرات الآلية بدون طيار التي ستطير حول المتجر وتنتهي بالكاميرات الآلية الآلية التي ستنتقل على طول قضبان أحادية على سقف المتجر. أول شيء رأيناه وألهمنا حقًا هو روبوتات بوسا نوفا الروبوتية ، التي عبرت المتاجر الأمريكية (على سبيل المثال ، وول مارت) ، مما أعطى العملاء الفرصة للمس المستقبل القريب قليلاً. ونتيجة لذلك ، توصلنا إلى استنتاج أننا بحاجة إلى إنشاء روبوت تقليدي على "هيكل عربة" مثل مكنسة كهربائية روبوتية وتزويدها بجميع أنواع الكاميرات وأجهزة الاستشعار اللازمة للملاحة وتصوير الرفوف.

صياغة المشكلة:

لذا ، فإن بيان المشكلة بسيط للغاية: نحتاج إلى روبوت نموذجي يمكنه بشكل مستقل (أثناء إشراف المشغل ، ولكن لا يزال بدون التحكم في عصا التحكم) السفر على طول رفوف المتجر ، وتصوير كل هذه الرفوف ونقل الصور إلى الخادم لمزيد من المعالجة. يجب أن يبدو الروبوت ، إن لم يكن جذابًا ، على الأقل ليس مخيفًا ، حتى لا يخجل زوار المتجر منه. هذا أمر مهم ، لأننا خططنا لإجراء تجارب وقياسات حقيقية في المتاجر المفتوحة الحقيقية ولم يكن أحد سيغلقها خلال فترة تلاعبنا.

تم تسمية النسخة الأولى من الروبوت بعد قائد الناسخين من الطيب ، أتمنى أن يعرف الجميع فيلم ريدلي سكوت المألوف والمحبوب Blade Runner - Roy (كما سنستمر في الاتصال به).

ماذا يتكون روي

الهيكل:

محركات Maxon السويسرية - سويسرية لأن رفاقهم الصينيين الرخيصين أحرقوا بسرعة في أيدينا لسبب ما
4 عجلات من النوع متعدد العجلات - في ذلك الوقت بدا لنا أننا بحاجة إلى عجلات شاملة تمامًا بحيث يمكن للروبوت بسرعة ودون حركات غير ضرورية تغيير اتجاه الحركة
قاعدة مصنوعة من الألمنيوم والبلاستيك
تحكم المحرك
البطارية
NUC مع ROS أعلى Ubuntu بالداخل للتنقل
Lidar RPLidar A2 لبناء الخرائط والملاحة والتعريب

الجذع (البرج):

إطار الألمنيوم
الانتهاء من البلاستيك
حوامل بلاستيكية للكاميرات المطبوعة على طابعة ثلاثية الأبعاد
4 كاميرات USB Bustler
NUC لالتقاط الصور وإرسال الصور إلى الخادم عبر WiFi
كاميرا ثلاثية الأبعاد بعمق مثل Intel IntelliVision ، والتي لا يزال يتعذر علينا توصيلها
شاشة LCD لتصحيح الأخطاء وعرض معلومات الخدمة والإعلان

لم يكن من الصعب تجميع العربة والجسم ، فقد أمضينا عليها عدة أشهر. في تجميع العربة وتعديلها ، ساعدنا العديد من الموظفين السابقين في TsNII-RTK.

كيف يعمل كل شيء وما جاء منه

يمكن لأي شخص على دراية بالعمل في ROS تخطي هذا الفصل ؛ من غير المحتمل أن يجد شيئًا فريدًا أو أصليًا فيه ، ولكن أولئك الذين "خارج الموضوع" سيكونون مهتمين. سأخبرك على الفور كيف حدث كل هذا في متجر حقيقي (تم اختبارنا بعد ذلك في SPAR التي لا تزال حية وصحية في Kupchino):

نأتي إلى المتجر ، ونجد الرف الذي نحتاجه (تم اختبار النموذج الأولي على فئة المنتج Tea ، ثم تم تصوير فئات المنتجات الأخرى 4-5) ، ونجد منفذًا غير مشغول (وهذا ، بالمناسبة ، كان صعبًا جدًا) ، وفك تغليف الأغراض بالكامل.
Roy ( — , , ).
WiFi- .
Ubuntu+ROS , Game-Pad .
: ROS, Teleop ( ), Gmapping ( ), Rviz ( Roy).
— , Roy , ( , Roy «» «»).
بعد بناء الخريطة ، احفظها ، اطرق في إحداثيات نقاط المسح (بداية الرف 1 هي النقطة "أ" ، نهاية الرف 1 هي النقطة "ب" ، الدوران 90 درجة ، نهاية الرف 2 هي النقطة "ج". إزالة الرف على شكل حرف "G")

بعد ذلك ، قم بتشغيل نص التصوير الفوتوغرافي (كل شيء موجود بالفعل بدون لوحة ألعاب ، "سحر" حقيقي):

يذهب روي إلى الموضع المحدد - النقطة "أ".
يتم نشر روي بالطريقة الصحيحة (مع الكاميرات على الرف) ، كما يتم تعيين درجات الدوران في البرنامج النصي.
يبدأ روي في القيادة ببطء على طول الرف ، ويطلق النار عدة مرات في الثانية مع كل كاميرا ويحفظ الصورة في NUC. في هذه الحالة ، تتم مزامنة الكاميرات والتقاط الصور في نفس الوقت.
في نفس الوقت ، يبدأ نص برمجي آخر في إرسال الصور بشكل غير متزامن عبر WiFi إلى الخادم.
يدفع روي على طول رف واحد (النقطة "B") ، ويوقف الكاميرات طوال مدة الدوران ، ويحول 90 درجة ، ويدير الكاميرات مرة أخرى.
يقود على طول الرف الثاني إلى النقطة "C".
يوقف تشغيل الكاميرات.
يعود إلى وضع البداية (النقطة "أ").

المزيد من العمل موجود بالفعل مباشرة على الخادم:

في اللحظة التي يتم فيها نقل جميع الصور إلى الخادم ، يبدأ الخادم في لصق الصور وعملية التعرف على البضائع على الرف
عند اكتمال جميع العمليات ، توجد في واجهة الويب رفوف تحتوي على سلع مميزة بترميز السلع + جميع التحليلات اللازمة (حصة البضائع على الرف ، نفاد المخزون ، المقارنة مع المخطط ، إلخ.)

تلخيص ما تمكنا من اكتشافه

ربما النقطة الأكثر أهمية - يمكننا عمل نموذج أولي للروبوت بمفردنا ، ولا يوجد شيء غير واقعي بشأنه ، يعمل النظام بأكمله (جمع الصور + الملاحة + نقل البيانات + معالجة البيانات + تصور البيانات) ، ولكن هذا ليس سوى نموذج أولي
ملاحظة مثيرة للاهتمام ومهمة - زوار المتجر لا يخافون ولا "يخجلون" الروبوت - الجدات لا تلاحظ ذلك ، الأطفال معجبون به ، آخرون مهتمون جدًا بـ "أي نوع من الأشياء ولماذا هو ضروري" ، يقلق التجار لأنه منافسهم المباشر
يجب تناول مسألة اختيار قطع الغيار بحكمة - بالنظر إلى التكلفة والتوافر والجودة

تم تحديد عيوب روي بعد إنشاء واختبار النموذج الأولي

أكبر مشكلة واجهتنا في بناء خريطة ومشكلة الملاحة المرتبطة بها

لم يتم إنشاء الخريطة دائمًا بالضبط
في كثير من الأحيان تم بناؤه بشكل سيئ من المرة الأولى أو الثانية ، استغرق الأمر نصف ساعة للذهاب لبناء خريطة
أحيانًا "يضيع" روي حتى على خريطة جيدة (كان واضحًا على الفور منذ أن بدأ في الدوران في مكان واحد ولم يذهب إلى أي مكان آخر ، كان عليه تشغيل لوحة الألعاب والتحول إلى التحكم اليدوي)

كانت لدينا مثل هذه الفرضيات حول هذه المشكلة:

في بعض الأحيان ، انزلقت عجلاتنا الشاملة على البلاط السلس في المتجر ، وقد يؤدي ذلك إلى تدمير معلمات عداد المسافات
كان لدى روي القليل من "العيون" ، ربما لم يكن ليدار واحد مناسبًا له وكان من الضروري إضافة أجهزة استشعار أخرى
ربما لم يكن ليدار هو الأكثر صحة ودقة أو تم ضبطه بشكل سيئ ، ربما كانت المشكلة فيه ، خاصة بالنظر إلى تعقيد المهمة (مسافة صغيرة إلى الرف ، رفوف طويلة جدًا)

عيوب أخرى:

— (+ ), 30 60 , Roy 2
( ), ( )
Roy , , - (QR- , bluetooth- ..)
() ( ) , ,
( , , , )
( , ) ( 10 )
Roy , , , ( , « »)
Roy ( 3-4 ),

2 (Zhora Leon)

وقد أظهر وباء الفيروس التاجي أن استخدام الروبوت في بعض الحالات ليس مرغوبًا فحسب ، بل إنه ضروري أيضًا. إذا كنا في وضع يكون من الأفضل فيه عدم مغادرة المنزل على الإطلاق ، فقد تساعدنا الروبوتات ورجال التوصيل والمنظفون والمحللون في حل عدد كبير من المهام المهمة. إذا نظرت إلى روي أو إخوانه من هذا الجانب ، فإن المشروع يبدو أكثر إثارة للاهتمام - على سبيل المثال ، فكرة إعادة تجهيز تاجر روبوت إلى مطهر روبوت أو روبوت يراقب مراعاة المسافة الاجتماعية ويحذر بشكل لا لبس فيه أولئك الذين يتجمعون في مكان واحد أو في طابور.

لا يمكن للمنصة التي نريد على أساسها بناء نسخة جديدة مسح الأرفف فحسب ، بل أيضًا التعرف على وجوه الزوار. قد تكون الميزات الأخرى المثيرة للاهتمام لهذه الأجهزة:

إعلانات موجهة على شاشات LCD: من السلسلة أرى امرأة مع طفل - أقدم حفاضات ، أرى متقاعدين - أقدم السلع على الأسهم ؛
مساعدة العملاء في العثور على المنتجات
مراقبة السرقة على أساس الأشخاص
جرد المخازن ، مساعدة قسم اللوجستيات في تخطيط المشتريات
إلخ الحق في وضع البضائع على الرفوف

تلخيص ، يمكننا القول أننا نود أن نرى في الإصدار الثاني من النموذج الأولي:

تصميم "مثير" صناعي ، يوفر مجموعة من جميع أنواع "الحيل" مثل جهاز للتواصل مع العالم الخارجي (مكبرات الصوت والميكروفون والشاشات والكاميرات ومؤشر العواطف ، وما إلى ذلك)
يجب تسريع جميع العمليات بشكل كبير
يجب أن يكون الجهاز الجديد سهل القياس ورخيصًا نسبيًا
بحاجة إلى الدقة في الملاحة والتعريب
بحاجة إلى الملاحة العالمية في جميع أنحاء المتجر
+

P.S. - ( ), , .

P.P.S. , , .