DOU Проектор: Infocom Ltd — безпілотні технології по-українськи

У рубриці DOU Проектор всі бажаючі можуть презентувати свій продукт (як стартап, так і ламповий pet-проект). Якщо вам є про що розповісти — запрошуємо взяти участь. Якщо ні — можливо, серія надихне на створення власної made in Ukraine продукту. Питання і заявки на участь надсилайте на [email protected] .

Весь світ сьогодні спостерігає за тестуванням безпілотних автомобілів — з одного боку, безпілотний автомобіль виглядає фантастично, а, з іншого боку, практично всі задумки фантастів вже тестуються, безпілотні системи управління реалізуються, ідеї та фантазії стають реальним життям. Безпілотна тематика становить значну частину інноваційних програм як міжнародних концернів-гігантів — Volvo, BMW, General Motors, Toyota та ін., так і інноваційних IT-компаній — Uber, Google, Tesla.

Практичні результати з'явилися і в українських розробників, орієнтованих на наукомісткі високотехнологічні перспективні завдання. Тематика безпілотних наземних транспортних засобів (БНТС) протягом останніх декількох років є значною частиною робіт нашої компанії ІНФОКОМ ЛТД . Дослідження в цьому напрямку базуються на 20-річному досвіді робіт в галузі автоматизації промислових процесів і дозволяють кваліфіковано і ефективно вирішувати завдання роботизації, суть яких та ж: зібрати інформацію, обробити («осмислити»), виробити керуючий вплив в обсязі заданих обмежень (умов).

Ідея

Сама ідея створення БНТС не нова, а активізація робіт у цьому напрямку пов'язана з можливостями сучасних засобів автоматизації управління технічними системами в умовах розвитку об'єктивних потреб суспільства і вирішення актуальних проблем. Для України потреби в БНТС актуалізовані подіями на Сході країни.

Первинно ми поставили перед собою задачу розробки універсальної системи управління, забезпечуваною елементами адаптації під широкий спектр транспортних засобів, від легкового автомобіля до важкої військової техніки. Запропонований підхід дозволяє мінімізувати витрати (час, гроші) на вирішення завдань технічного та алгоритмічного характеру, відпрацьовуючи їх на менш потужній техніці, і в подальшому переносити їх на більш тяжке, дороге транспортний засіб.

Реалізація

За два з половиною роки роботи ми досягли значних результатів. Вже в 2015 році презентували першу версію безпілотної системи управління. Першим тестовим варіантом був безпілотний ZAZ Lanos:

В силу особливості поточних обставин для України — першочерговими прикладними завданнями БНТС стало забезпечення реалізації завдань щодо зменшення ризиків загибелі людини в зонах військових дій, а також зонах надзвичайних ситуацій, зонах стихійного лиха — де дії машини обґрунтовано, здійсненні, мінімізують небезпеку для виконавця:

Спочатку закладена масштабованість і адаптивність системи управління дозволила ефективно застосувати її до побудови БНТС на базі Jeep Cherokee і військового КрАЗ Спартан:

За рахунок застосування накопиченого в області промислової автоматизації досвіду, де, власне, вимоги до безпеки, надійності системи управління відповідальними технологічними операціями, нітрохи не менше, ніж у системах управління БНТС, були реалізовані кроки підбору обладнання, приладів, ІТ-техніки, розробки оригінального алгоритмічного та програмного забезпечення (ноу-хау розробників).

Над системою на даний момент працює 12 розробників. Використовуються нейронні мережі для обробки відеопотоку з камер, а для управління механічною частиною використовуються ПЛК (контролер) спільно з актуаторами. На автомобіль встановлені датчики ближньої і дальньої локації для здійснення безпеки їзди безпілотного автомобіля.

Технічно система передбачає дистанційне керування до 5 км з операторської станції (стаціонарного або мобільного), управління з планшета/смартфона або за допомогою квадрокоптера (новий функціонал).

В умовах прямої видимості БНТС (UGV) можна керувати за допомогою певних жестів, голосом і Smart-рукавичкою .

Система управління розбита на наступні окремі функціональні компоненти:

SmartTip — розпізнавання навколишнього середовища, перешкод, дороги, дорожньої розмітки і знаків. Аналіз цих даних дозволяє приймати рішення про подальший рух, зупинках, швидкості.

SmartRoad — компонента для роботи в середовищі «розумна дорога». Суть алгоритму полягає в ідентифікації дорожніх знаків, вуличного руху, напрямки руху завдяки встановленим на них RFID-мітках, які допомагають системі швидко орієнтуватися на місцевості, передають інформацію про обмеження. Це істотно спростить і скоординує рух безпілотників за встановленими маршрутами (особливо корисно для міського транспорту).

PilotDrive — система-помічник для водія, безпосередньо впливає на прискорення/гальмування, повороти.

SmartTrack — окрема компонента, що дозволяє безпілотним автомобілям рухатися в колоні з певною швидкістю, навіть при виникненні тимчасових перешкод, які потрібно подолати, повертатися в колону і продовжувати слідувати за «провідної» машиною.

SmartDrive — компонента, що відповідає за автономне пересування безпілотного автомобіля, коли машина аналізує отримані дані інших компонент, сама приймає рішення про подальші пересування. Фактично, вона є «мозком» безпілотного автомобіля.

SmartGuide — компонента, що відповідає за дистанційне управління безпілотником, щоб оператор міг «перехопити» управління машиною і продовжити управління самостійно. На даний момент перехопити керування можна за допомогою:

SpiderNet — компонента, що відповідає за логіку пересування безпілотника в режимі радіо тиші (або навмисного придушення зв'язку).

Tech-in-Drive — частина програми, яка відповідає за «навчання» системи управління.

Новий, останній за часом розробки, функціонал — управління БНТС через квадрокоптер:

Twix — це одна з останніх розроблених компонент, спільна робота безпілотного автомобіля і літального апарата. У цій зв'язці дрон забезпечує велику «глибину» планування маршруту, його верифікації і своєчасної коригування:

Результати

В даний час система управління БНТС адаптована для ZAZ Lanos, Jeep Cherokee, бронеавтомобіля КрАЗ Спартан. Але поки активний інтерес до технології проявляє тільки військова промисловість.

Наше українське БНТС створено з урахуванням реалій українських доріг — в перспективі якоїсь особливої дороги для нього не потрібно (хоча розробникам більше подобається хороша дорога). Сенсори безпілотника мають охоплення 360, що дозволяє виключити «мертві зони» і бачити повну картину того, що відбувається. Погодні умови також не перешкода — сенсорні системи автомобіля надійно захищені від дощу і туману. Датчики безпілотного автомобіля розпізнають дорожні знаки, ширину дороги, пішоходів, перешкоди, тварин — реакція на перешкоду миттєва. Система аналізу дозволяє реагувати протягом частки секунд. Працюємо над розпізнаванням вибоїн та інших «сюрпризів» у дорозі.

Безпілотне майбутнє

Зовні безпілотний автомобіль сьогодні мало відрізняється від своїх керованих побратимів на дорогах. Мініатюризація відеокамер, тепловізорів та інших приладів — що дають безпілотному авто можливість бачити і чути — приведе в найближчому майбутньому до складності відрізнити його від звичних автомобілів. Втім, природним процесом і формування специфічного дизайну по мірі підвищення надійності та безпеки систем управління БНТС. Наприклад, транспортних засобів без кабіни водія:

Зліва: безпілотний вантажівка Volvo (без кабіни водія). Праворуч: бойова роботизована платформа «ЛАСКА»

А майбутнє у безпілотних автомобілів вкрай цікаве, адже можливості їх використання у повсякденному житті дуже великі:

Що стосується ІНФОКОМ ЛТД, у найближчих планах розвитку — компонента SmartTip в якості окремого додатка для смартфона (Android). Додаток буде працювати як «розумний відеореєстратор», що допомагає водієві і контролюючий навколишнє середовище.

Опубліковано: 18/07/17 @ 10:00
Розділ Різне

Рекомендуємо:

Уяви
Java дайджест #34: Java 9 будет
Java дайджест #34: Java 9 буде
Інтерв'ю - Газиз Ісмаїл, автор блогу site4business.net
Интервью - Газиз Исмаил, автор блога site4business.net