2019 год - Новая эра в автономной навигации или зачем мы устраивали гонки на машинках на CES

2019 год мы официально открыли с долгожданного грандиозного запуска наших новых автономных машинок, созданных в партнерстве со специалистами компании AnalogDevices, мирового лидера в области создания датчиков. Работа над проектом стартовала еще в октябре. Три месяца ушло на создание навигационных алгоритмов, специальных драйверов, обкатку прототипа, сборку и, наконец, подготовку финальной версии наших машинок. И вот 9-12 января маленькие беспилотники увидели свет, прямо на лучшей мировой выставке потребительской электроники – ConsumerElectronicsShow(CES) (Лос-Анджелес, США).

На нашем интерактивном стенде посетителям точно было чем заняться: четыре машинки на пульте управления доставили массу приятных эмоций всем участникам гонок. Вдвойне приятно, что у маленьких дронов была еще и важная миссия – не только развлечь гостей, но и наглядно продемонстрировать качество датчиков (трехосевого акселерометра и гироскопа), созданных компанией Analog Devices. Идея наших партнеров: заменить скучную презентацию с перечислением основных УТП их новых продуктов на реальный тест-драйв – имела колоссальный успех. Как говориться: лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Как это работало?

Каждый желающий мог промчать наш беспилотник по треку в своем стиле вождения. Параллельно на большом экране он видел два графика: первый – траекторию движения машинки, созданную благодаря данным, полученным от внутренних датчиков Analog Devices, второй – реальная траектория, отслеживаемая с помощью оптических приборов. В автоматическом режиме эти две траектории сравнивались и высчитывалась ошибка. Чем меньше была эта ошибка, тем точнее работали внутренние датчики.

Специальные алгоритмы, строившие траекторию, опираясь исключительно на данные внутренних датчиков – зона ответственности Navigine. Задача изначально была амбициозной: суметь построить трек игрушечной машинки без каких-либо внешних оптических показателей. В нашем распоряжении была информация, транслируемая акселерометром и гироскопом от AnalogDevices, число оборотов вала и сила нажатия на джойстик. Проще говоря, нужно было создать систему, полностью независимую от внешних данных и способную работать в любых условиях.

Навигация для игрушечной машинки – задача нетривиальная. Во-первых, динамика у нее существенно выше стандартного автомобиля: она может резко тормозить, крутиться на месте, дрифтовать или, из любимого, разогнаться и на скорости врезаться в статичный объект. Все эти зрелищные фокусы вызывают зашкаливание датчиков, и система должна уметь правильно с такими «зашкалами» работать. Во-вторых, данные о числе оборотов двигателя необходимо оценивать динамически, поскольку при вращении колеса, его радиус увеличивается за счет центростремительного ускорения. В итоге, получился довольно интересный проект: не только с технологической, но и с маркетинговой точки зрения. Наш партнер, AnalogDevices, смог продемонстрировать своим клиентам разницу в работе своих и конкурирующих датчиков не на стандартном искусственном тесте, а в реальном времени.

Что в сухом остатке?

По итогам тестов датчики от AnalogDevices продемонстрировали высокую точность позиционирования. Даже с учетом накопления ошибки, после 10 кругов по треку отклонение воссозданной траектории от реальной составило всего лишь 15 см. Более того построенная траектория оказалась довольно гладкой, в ней отсутствовали изломы, что свидетельствовало о том, что датчики отлично справлялись даже с вибрациями и столкновениями. И, наконец, направление движения машинки оставалось единым от старта до финиша, в то время как датчики конкурентов на финише часто фиксировали отклонение от изначального направления (например, показывали северо-восток вместо севера и т.д.).

Что дальше?

Алгоритмы, легшие в основу наших машинок, могут применяться, как минимум, в двух сферах. Одна из них – разворачивание системы позиционирования внутри крупных зданий. Технология индур-навигации – программно-аппаратная. Это значит, что помимо софта, помещение необходимо оснастить специальным оборудованием – BLE-маячками. Выбрать оптимальные точки для этих маячков – утомительная и скучная работа. Специальные люди обходят все помещение и замеряют статистику радиосигналов в десятках контрольных точек. Мало того что однообразно и скучно, так еще и долго! Ведь человеку нужно когда-то спать, отдыхать, обедать.

Использовать для этой работы автономного дрона – само собой напрашивающаяся идея! Вместо одного смартфона, на нашей машинке спокойно разместятся 5-7 гаджетов. С помощью специальных датчиков и системы навигации дрон самостоятельно сориентируется внутри помещения и соберет нужную статистику, без перерывов на сон, еду и перекуры! Добавьте к этому возможность работать сверхурочно, да еще и в ночные смены (в тех же ТЦ проводить замеры днем бывает проблематично, а ночью – гуляй себе, сколько хочешь, без суеты и толкотни. Правда, найти желающих поработать ночью бывает непросто).

В целом, отличный вариант экономии времени и ресурсов. Машинка сможет одновременно оценивать свои координаты и собирать данные с контрольных точек, не дела паузы на картографирование. У человека это занимает больше времени: нужно сориентироваться на месте, найти метки, задать точку и собрать в ней данные.

Вторая потенциальная сфера развития нашего проекта – автономная навигация. Система может использоваться в ситуациях, когда недоступны GPSили в случаях «холодного старта». Иногда нам нужно ехать сразу, и возможности ждать 3-5 минут, пока машина поймает сигнал GPSнет. Здесь как раз незаменимы подобные алгоритмы автономного позиционирования.

Не стоит списывать со счетов и возможности позиционирования в целях безопасности. Например, поиск машин для каршеринговых, логистических компаний, для таксопарков. Или же спасательные операции. Если транспорт попал в зону с плохим покрытием GPS, шансов найти его мало. Независимая система навигации, в принципе, эту проблему решает.  

Уверен, что наше сотрудничество с AnalogDevices продолжится, и совместными усилиями мы сможем дать новый толчок к развитию отрасли автономной навигации и нового поколения беспилотников.

Остались вопроы? Хотите проконсультироваться с экспертом, пишите на info@navigine.com