Материалы
Приглашенные доклады
Мировые соревнования и перспективные направления развития беспилотных транспортных средств
Д.А. Добрынин
ВИНИТИ РАН, Москва
Библиографическая ссылка:
Добрынин Д.А. Мировые соревнования и перспективные направления развития беспилотных транспортных средств // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 6.
Беспилотные летательные аппараты: машущий полет
С.Ф. Яцун
Юго-Западный государственный университет, Курск
Библиографическая ссылка:
Яцун С.Ф. Беспилотные летательные аппараты: машущий полет // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 7.
Доклады
1. Локализация беспилотного летательного аппарата внутри помещений на основе визуальных геометрических признаков и известной 3D модели окружающей среды
А.К. Буйвал
Брянский государственный технический университет, Брянск
В статье приводится описание алгоритма визуальной локализации БПЛА квадророторного типа внутри помещения на основе сопоставления граней, полученных из изображения с видеокамеры и из смоделированного изображения, полученного на основе известной 3D модели окружающей среды (помещения). В конце статьи приводятся результаты экспериментов на основе моделирования в среде Gazebo.
Библиографическая ссылка:
Буйвал А.К. Локализация беспилотного летательного аппарата внутри помещений на основе визуальных геометрических признаков и известной 3D модели окружающей среды // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 10-17.
2. Навигация гетерогенной группы роботов (БПЛА и БНР) через лабиринт в 3D симуляторе Gazebo методом вероятностной дорожной карты
И.М. Афанасьев, А.Г. Сагитов, И.Ю. Данилов, Е.А. Магид
Университет Иннополис, Казань
В статье рассматривается навигация смоделированной гетерогенной группы роботов: беспилотного наземного робота (БНР) и беспилотного летающего аппарата (БПЛА) через 3D модель лабиринта методом вероятностной дорожной карты (PRM). Сперва в симуляторе Gazebo была получена 3D модель лабиринта. Далее рассмотрены согласованные действия группы роботов в в симулированной 3D среде Gazebo с целью картографирования местности и навигации БНР через лабиринт. По сценарию миссии, БПЛА взлетает с БНР, производит съемку местности и передает изображения наземному роботу. БНР обрабатывает изображения, рассчитывая оптимальную траекторию движения по методу вероятностной дорожной карты, и осуществляет автономную навигацию через лабиринт по вычисленному маршруту. Для симуляции поведения группы были выбраны существующие модели роботов в Gazebo: БНР Clearpath Husky и БПЛА квадрокоптер Hector Quadrotor.
Библиографическая ссылка:
Афанасьев И.М., Сагитов А.Г., Данилов И.Ю., Магид Е.А. Навигация гетерогенной группы роботов (БПЛА и БНР) через лабиринт в 3D симуляторе Gazebo методом вероятностной дорожной карты // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 18-25.
3. Исследование методов одновременного картирования и локализации беспилотных летательных аппаратов по видеопотоку, полученному с единственной камеры
А.В. Боковой
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, Москва
В работе исследуются современные методы одновременного картирования и локализации по видеопотоку (Visual-based Simultaneous Localization and Mapping - vSLAM), полученному с единственной камеры, применимые в задачах навигации беспилотных летательных аппаратов в неизвестной среде. Представлены данные экспериментального сравнения актуальных программных реализаций методов vSLAM с использованием среды Robot Operating System (ROS).
Библиографическая ссылка:
Боковой А.В. Исследование методов одновременного картирования и локализации беспилотных летательных аппаратов по видеопотоку, полученному с единственной камеры // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. С. 26-33.
4. Решение задачи групповой рекогносцировки с использованием локального взаимодействия роботов
В.В. Воробьев
МИЭМ НИУ ВШЭ, НИЦ "Курчатовский институт", Москва
На данный момент существенное внимание уделяется задаче картографирования группой роботов. Однако предложенные алгоритмы часто решают такую задачу “в лоб”, используя хорошо известные методы SLAM. При этом локальное взаимодействие роботов представлено только в виде обмена фрагментами карты друг с другом. Предложенные в работе механизмы локального взаимодействия, основанные на языковом взаимодействии, позволяют, как сократить время картографирования, так и повысить его точность. При этом повышение точности здесь является наиболее приоритетной задачей, так как парадигма групповой робототехники подразумевает использование роботов со слаборазвитой сенсорикой, что существенно влияет на качество построенных фрагментов карты.
Библиографическая ссылка:
Воробьев В.В. Решение задачи групповой рекогносцировки с использованием локального взаимодействия роботов // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 34-41.
5. Поиск наземных объектов беспилотными летательными аппаратами
Н.В.Ким, Н.Е. Бодунков, И.Г.Крылов
Московский авиационный институт, Москва
Работа посвящена решению целевых задач наблюдения автономных беспилотных летательных аппаратов на основе использования бортовых систем технического зрения. Рассматриваются подходы, обеспечивающие повышение эффективности поиска наземных объектов.
Библиографическая ссылка:
Ким Н.В., Бодунков Н.Е., Крылов И.Г. Поиск наземных объектов беспилотными летательными аппаратами // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 42-49.
6. Выделение мелкомасштабных объектов на цифровых изображениях
В.Ю. Волков
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург
Е.Г. Борисов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург
Задача обнаружения и локализации протяженных мелких объектов различных размеров и формы встречается в радиотехнических систем наблюдения, которые используют радары с синтезированной апертурой, лидары, инфракрасные и телевизионные камеры. Основной трудностью обработки является интенсивный и нестационарный фон. Эта задача решается здесь с использованием ориентированной фильтрации, адаптивной пороговой обработки и морфологического анализа. Предложен усовершенствованный метод адаптации порога обнаружения, основанный на анализе изолированных фрагментов, остающихся на изображении после пороговой обработки. Метод позволяет решить задачу автоматизации принятия решений в бортовой системе наблюдения при управлении беспилотными транспортными средствами.
Библиографическая ссылка:
Волков В.Ю., Борисов Е.Г. Выделение мелкомасштабных объектов на цифровых изображениях // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 50-57.
7. Подход к настройке системы технического зрения для мобильной платформы
Е.А. Ивашина, М.О. Корлякова, А.Ю. Пилипенко
Московский Государственный Технический университет, Калужский филиал, Калуга
А.А. Филимонков
КБ-683, филиал ФГУП НПЦ АП им.Н.А.Пилюгина – «СПЗ», Калуга
В статье рассмотрены возможности интеллектуализации систем управления беспилотными транспортными средствами за счет использования систем технического зрения и определены основные особенности и проблемы этого подхода. Рассмотрен нейросетевой подход к построению интеллектуальной модели формирования параметров алгоритма обработки кадров в процессе движения беспилотного наземного модуля в естественной среде. Сформулированы основные правила обучения и проведено моделирование движения с обучением и без обучения. Показано, что периодическое самообучение нейронной сети, проводимое на борту автономной беспилотной системы в процессе движения, позволяет повысить точность вычисления пройденного пути и координат в пространстве за счет постоянной адаптации к изменяющимся условиям среды.
Библиографическая ссылка:
Ивашина Е.А., Корлякова М.О., Пилипенко А.Ю., Филимонков А.А. Подход к настройке системы технического зрения для мобильной платформы // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 58-65.
8. Метод распознавания сцен для задачи навигации мобильных роботов
А.Д. Московский
Московский Физико-Технический Институт, НИЦ "Курчатовский институт", Москва
В статье рассматривается задача навигации робота работающего на больших открытых пространствах в условиях ограниченности сенсорной базы. Описывается алгоритм навигации мобильного робота семейства SLAM, основанный на методе реконструкции сцен с использованием недоопределенных моделей. Приводятся результаты экспериментов на реальном техническом объекте.
Библиографическая ссылка:
Московский А.Д. Метод распознавания сцен для задачи навигации мобильных роботов // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 66-73.
9. Представление знаний в задачах согласованного перемещения группы БПЛА
А.И. Панов
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, Москва
В статье рассматриваются особенности представления пространственных и временных знаний автономными агентами в случае их коллективного взаимодействия на примере задачи согласованного перемещения группы беспилотных летательных аппаратов. Предлагается знаковый подход к описанию знаний агента, основанный на психологической теории деятельности и биологически правдоподобной иерархической модели распознавания. В предлагаемом подходе к представлению знаний необходимым образом используются как описания действий, так и процессы обучения на основе поступающей первичной информации. Приводится пример работы предлагаемого подхода в задаче совместного преодоления препятствий группой БПЛА.
Библиографическая ссылка:
Панов А.И. Представление знаний в задачах согласованного перемещения группы БПЛА // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 74-82.
10. Онтолого-ориентированное проектирование подсистемы оценки обстановки интеллектуального агента реального времени
С.В. Лебедев, М.Г. Пантелеев
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург
Предложен подход к проектированию подсистем оценки обстановки беспилотных транспортных средств с высокой степенью автономности (БТС ВСА), основанный на использовании онтологических моделей предметных областей и универсального вычислительного каркаса. Подход является инвариантным к различным типам БТС ВСА и позволяет сократить время разработки программного кода и повысить его качество на этапе прототипирования новых и перспективных образцов БТС ВТА. Представлен пример формализации фрагмента предметной области и использования предложенного подхода.
Библиографическая ссылка:
Лебедев С.В., Пантелеев М.Г. Онтолого-ориентированное проектирование подсистемы оценки обстановки интеллектуального агента реального времени // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 83-90.
11. Система управления и навигации мультироторным летательным аппаратом для задачи пролета над заданной траекторией
М.М. Сурцуков, А.Д. Московский
Московский Физико-Технический Институт, НИЦ "Курчатовский институт", Москва
В статье описывается система управления и навигации мультироторным летательным аппаратом. Система разработана под управлением ROS и решает задачу движения летального аппарата вдоль заданной траектории, обозначенной пунктирной линией с помощью 4-х PID-регуляторов.
Библиографическая ссылка:
Сурцуков М.М., Московский А.Д. Система управления и навигации мультироторным летательным аппаратом для задачи пролета над заданной траекторией // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 91-98.
12. Математическое моделирование робота с переменным вектором тяги
В.Е. Павловский
Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша Российской академии наук, Москва
С.Ф. Яцун, О.В. Емельянова, С.П. Стуканёва
Юго-Западный государственный университет, Курск
В статье рассмотрены вопросы математического моделирования движения робота трикоптера с учетом массогабаритных свойств трёх электроприводов, снабженных редуктором. Приведена расчетная схема и составлены дифференциальные уравнения на основе общих теорем динамики, которые описывают взаимосвязанные электрические и механические процессы в электромеханической системе приводов винтов трикоптера. Предложенные нелинейные дифференциальные уравнения решаются совместно с кинематическими соотношениями, выражающие проекции угловой скорости тела на оси связанной системы координат через угловые скорости углов крена, тангажа и рысканья.
Библиографическая ссылка:
Павловский В.Е., Яцун С.Ф., Емельянова О.В., Стуканёва С.П. Математическое моделирование робота с переменным вектором тяги // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 99-106.
13. Задачи управления беспилотным автомобилем в проекте «АвтоНИВА»
В.Е. Павловский, В.Н. Огольцов
Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша Российской академии наук, Москва
И.А. Спиридонова
Российский Государственный гуманитарный университет, Москва
Рассмотрены проблемы создания беспилотных автомобилей, дан их обзор по материалам современной печати. Представлены результаты по созданию автоматической системы управления автомобилем "Нива", – описана система управления нижнего уровня, две зрительные системы, система обнаружения дорожных знаков и система обнаружения близких соседних автомобилей. Кратко представлены эксперименты с созданным автомобилем-роботом.
Библиографическая ссылка:
Павловский В.Е., Огольцов В.Н., Спиридонова И.А. Задачи управления беспилотным автомобилем в проекте «АвтоНИВА» // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 107-114.
14. Интеллектуальная коммутация бортовых посадочных электродов БПЛА с открытыми контактными площадками зарядной платформы
В.С. Фетисов, Ш.Р. Ахмеров, Р.В. Сизоненко
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
В статье рассматриваются наземные зарядные станции для подзарядки электрических беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на основе открытых контактных площадок. Представлена одна из оригинальных разработок авторов – зарядная станция на основе матриц так называемых интеллектуальных контактов. Достоинствами разработки является возможность постановки БПЛА на зарядку в условиях неточной посадки, способность обеспечивать зарядку одновременно нескольких аппаратов, а также большая, относительно других известных решений, площадь контактирования.
Библиографическая ссылка:
Фетисов В.С., Ахмеров Ш.Р., Сизоненко Р.В. Интеллектуальная коммутация бортовых посадочных электродов БПЛА с открытыми контактными площадками зарядной платформы // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 115-122.
15. Формирование сценариев безопасного автономного завершения полета ДПЛА с целью определения критериев сертификации
В.М. Шибаев, Д.В. Аполлонов, В.А. Матвеев, Т.Л. Кобцева
ЦЭСАТ ЦАГИ, Жуковский
В работе рассмотрены примеры траекторий движения «квадрокоптера» в случаях вероятных функциональных отказов для выбора сценария завершения полета в режиме автоматического управления с целью обеспечения приемлемого уровня безопасности дистанционно пилотируемой авиационной системы (ДПАС) при аварийном завершении полета. В качестве параметров управления рассмотрена суммарная тяга комбинаций тяг двигателей, а в качестве критериев безопасности - расстояния, проходимые от точки вероятного отказа до места приземления, и значения кинетической энергии при приземлении.
Библиографическая ссылка:
Шибаев В.М., Аполлонов Д.В., Матвеев В.А., Кобцева Т.Л. Формирование сценариев безопасного автономного завершения полета ДПЛА с целью определения критериев сертификации // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 122-129.
16. Алгоритмы целочисленной арифметики в задачах расчета траекторного движения
М.В. Хачумов
Институт системного анализа РАН, Москва
В статье описаны целочисленные алгоритмы отработки прямолинейных движений и поворотов. Эта группа операций составляет основу обобщенного геометрического преобразования, связанного с управлением траекторным движением. За основу взят базовый алгоритм Брассини, который использует только целые числа и операции над ними.
Библиографическая ссылка:
Хачумов М.В. Алгоритмы целочисленной арифметики в задачах расчета траекторного движения // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта» (БТС-ИИ-2015, 9 октября 2015г., г. Санкт-Петербург, Россия): Труды семинара. – Санкт-Петербург: Изд-во «Политехника-сервис», 2015. – 140 с. С. 130-135.
