СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ БЕСПИЛОТНИКОВ
25.05.2016 транспорт, автомобиль, компьютер, беспилотник, безопасность, управление транспортом
Специалисты из Технологического института Джорджии научили беспилотный автомобиль маневрировать в экстремальных условиях. Ни одна прежняя модель управления беспилотниками не обладала такой производительностью и скоростью принятия
решений.
Даниэль Гуггенхайм (Daniel Guggenheim), факультет аэрокосмической техники, и другие специалисты Технологического института Джорджии и Школы интерактивных вычислений разработали систему управления, дарующую беспилотному автомобилю способность маневрировать в экстремальных условиях. Новый метод позволит сделать самоходные, робототехнические средства надёжнее и безопаснее.
В основу технологии была
положена уникальная модель прогнозирующего путь интегрального контроля (MPPI), которая обеспечивает безопасность, в том числе поддерживает контроль при движении в непосредственной близости от возможных препятствий.
«Автономное транспортное средство должно быть в состоянии обрабатывать информацию в любых условиях, а не просто ехать по трассе в нормальных условиях», — сказал Панайотис Тсиотрас (Panagiotis Tsiotras), профессор математики факультета
аэрокосмической техники Georgia Tech. «Одна из наших главных задач — наполнить некоторыми идеями спортсменов автогонщиков мозги этих автономных транспортных средств».
Для испытания новой технологии командой были изготовлены образцы гоночных автомобилей — две беспилотные модели auto-rally cars в прочном алюминиевом корпусе, способном выдерживать серьёзные кульбиты, длиной около 1 м и весом в 48 фунтов (22 кг). Для достижения необходимого баланса между
массой и мощностью конструкции на них использовались специальные электродвигатели.
Прототипы гоночного автомобиля успешно совершают обгоны, входят в повороты и справляются с прыжками в одну пятую своей высоты на скорости, эквивалентной 90 миль/час (144 км/ч).
«Агрессивное вождение роботизированного автомобиля, маневрирование на пределе — проблема, предполагающая весьма сложную техническую базу. Тем не менее, сочетая статистическую физику с
теорией управления и передовыми вычислениями, мы способны открыть новые перспективы, новую возможности контроля над автономным оборудованием», — сообщил Евангелос Теодору (Evangelos Theodorou), профессор факультета аэрокосмической техники Georgia Tech, и ведущий разработчик проекта.
Эффективность работы MPPI обеспечивают материнская плата с четырёхъядерным процессором, мощный графический процессор (GPU) и батарея. Они беспрерывно обрабатывают информацию
от установленных на устройстве системы GPS, видеокамер, инерциальных датчиков и иных систем.
Бортовой аппаратно-программный комплекс в режиме реального времени успевает проанализировать 2,5 тыс. возможных траекторий движения для следующих 2,5 секунд дистанции. После чего, из них он выбирает наиболее оптимальную и согласно ей корректирует положение колёс и скорость.
По словам Теодору, ни одна прежняя модель управления беспилотными авто не могла
похвастать подобной производительностью и скоростью принятия решений. В ближайшее время исследователи займутся отладкой работы элементов, входящих в состав MPPI, и их взаимодействия.
Результаты данного исследования были представлены на недавней Международной конференции по робототехнике и автоматизации (International Conference on Robotics and Automation, ICRA), проведённой 16-21 мая. Работа, по проведению испытаний в Georgia Tech автономного
гоночного объекта, спонсируется исследовательским подразделением армии США (U.S. Army Research Office).