Авант-ПАРТНЕР РЕЙТИНГ № 4 от 20.12.2022

Проект: «Разработка системы управления автономными транспортными средствами на основе проецируемой траектории движения»

Руководитель проекта: Никитенко Михаил Сергеевич, зав. лабораторией Перспективных методов управления горнотехническими системами ФИЦ УУХ СО РАН, к.т.н.

Рост интереса к автономным транспортным средствам в мире из года в год обуславливается не только стремлением снизить влияние человеческого фактора, но и тем, что развитие технологий уже позволяет извлекать прибыль от применения такой техники. В России существуют системные интеграторы и тестовые полигоны для автономных карьерных самосвалов. Предлагаемые современные системы автономного управления карьерным транспортом от мировых лидеров достигли определённой степени совершенства и надёжности. Однако по своей сути они являются сложными программно-аппаратными комплексами, состоящими из множества подсистем, работающих на разных принципах с жёсткой привязкой к типу транспортного средства, системам диспетчеризации, связи и участку, на котором предстоит работать. Для понимания местоположения и направления движения техники производителями карьерных самосвалов взяты за основу системы спутниковой навигации. В дополнение, для ориентации в пространстве используются технологии и дорогостоящее оборудование 3D лазерного сканирования, камеры, радары и ультразвуковые датчики. Такой подход оправдан на крупных и специализированных добывающих площадках, однако может оказаться избыточным и чрезмерно затратным с позиции реализации малого автономного участка с незначительным парком автономных транспортных средств, работающих в сложных условиях, например в зонах неустойчивого или отсутствующего приёма сигналов систем спутниковой навигации. Уголь в Кузбассе качественный и ценный, а условия залегания специфические, значит разработка альтернативных технологий автономной перевозки грузов является актуальной.

Проект выполняется коллективом молодёжной лаборатории, открытой в 2021 по результатам отбора Минобрнауки РФ и Российской академией наук в рамках Национального проекта «Наука и университеты», и предполагает разработку и исследование технологий, обеспечивающих управление автономными транспортными средствами на локальной технологической площадке.

Для оценки дорожной ситуации предложено оптимизировать работу системы машинного зрения, дополнив её устройствами активной подсветки перед видеокамерой – проекторами световых маркеров. Применение такого неклассического подхода работы системы машинного зрения позволяет выделять из общей сцены только контрастные световые маркеры и обрабатывать изменение их формы, а не все объекты попадающие в поле зрения камеры. Проекция световых маркеров на дорожное полотно является объектом с заранее известными характеристиками. Когда световой маркер попадает на поверхность он деформируется и отображает форму поверхности, на которую проецировался. Сопоставляя форму маркера, полученного с видеокамеры и эталонного образца в памяти системы машинного зрения, делается вывод о дорожной обстановке в секторе поле зрения автономного транспортного средства.

Также, с помощью проекции световых маркеров с опорных станций задаётся маршрут, при котором автономное транспортное средство способно определять своё положение на нём.

Предложенные в проекте решения позволят реализовать малый автономный участок с парком транспортных средств в зонах неустойчивого или отсутствующего приёма сигналов систем спутниковой навигации, снизить время развертывания системы и объем финансовых вложений для его запуска на предприятии.

В настоящий момент разработан метод построения системы подсветки маршрута, алгоритм распознавания световых маркеров, обработки и формирования управляющего сигнала, а также собран масштабный прототип системы управления движением на базе модели шасси, перемещающейся по маршруту и объезжающей препятствия.

СПЕЦПРОЕКТ: КНТП «Чистый уголь – зелёный Кузбасс»