2014 में RobotChallenge में भाग लेने का अनुभव

इस साल मार्च के अंत में, ब्रायनस्क स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी की अपनी टीम के साथ, मैंने वियना में अंतरराष्ट्रीय रोबोटक्लेजेन 2014 रोबोटिक्स प्रतियोगिता में भाग लिया।







और इस लेख में, मैं भागीदारी के अपने अनुभव के बारे में बात करना चाहूंगा और समस्या को हल करने के लिए हमारे दृष्टिकोण के विवरण को प्रकट करूंगा। प्रतियोगिता का प्रारूप ओलंपिक के समान है, क्योंकि अलग-अलग विषयों का एक पूरा सेट है और प्रतिभागी उसे चुन सकता है जो उसके लिए सबसे दिलचस्प है। अनुशासन स्वयं के साथ अपेक्षाकृत सरल हैं कार्य, और एक नियम के रूप में, कार्य यह है कि कार्य को दूसरों की तुलना में तेजी से पूरा करना आवश्यक है। हमने एयररेस अनुशासन में भाग लिया, जिसका विचार यह है कि रोबोट को पूरी तरह से स्वायत्त मोड में आठ के आंकड़े के रूप में प्रक्षेपवक्र के साथ लगभग 2 स्तंभों को पूरी तरह से उड़ना चाहिए। रोबोट जीतता है, जो 10 मिनट में सभी "आठ" से अधिक लगातार उड़ान में उड़ता है।



इस प्रतियोगिता से पहले, मेरे पास केवल KROK कंपनी के उड़ान रोबोटों की प्रतियोगिता में भाग लेने का अनुभव था, जो अगस्त 2013 में मास्को में हुआ था। उन प्रतियोगिताओं में, हम उड़ान डेक पर बारिश के रूप में विफल रहे। इस तथ्य के बावजूद कि परीक्षण उड़ानों पर हमने आयोजकों की तुलना में तेजी से कार्य किया, एक वास्तविक उड़ान के दौरान रोबोट के दृश्य ओडोमेट्री "अंधा हो गया" पोखर और काले गीले डामर पर और हम भूलभुलैया के माध्यम से भी नहीं उड़ सकते थे। नीचे 2013 में CROC प्रतियोगिताओं में हमारा परीक्षण प्रयास है।







वियना में, मौसम बहुत बेहतर था (+20 और स्पष्ट आकाश)। प्रतियोगिता को घर के अंदर आयोजित किया गया था, इसलिए हम अब मौसम की जटिलताओं से डरते नहीं थे।



सीमित बजट और समय के कारण, वियना में प्रतियोगिताओं में उसी रोबोट का उपयोग करने और सीआरसी प्रतियोगिताओं में उसी दृष्टिकोण का उपयोग करने का निर्णय लिया गया था।



हम लैपटॉप के रूप में AR.Drone + ग्राउंड स्टेशन के एक समूह पर आधारित थे। यह विकल्प (सीआरओसी की तैयारी के दौरान भी) इस तथ्य के कारण था कि AR.Drone, वास्तव में, बॉक्स से बाहर पहले से ही जानता है कि कैसे उड़ान भरना है और एसडीके हैं जिसके साथ हम वाई-फाई पर इसे नियंत्रित कर सकते हैं। सच है, अब पहले से ही इसके साथ अनुभव हो रहा है, मुझे विश्वास है कि यह एक और quadrocopter इकट्ठा करने और बोर्ड पर सभी गणनाओं को लागू करने का प्रयास करने के लिए इच्छुक है। वास्तव में, मुझे AR.Drone के बारे में 3 शिकायतें हैं। यह वाई-फाई, हार्डवेयर विस्तार के मुद्दे और बंद स्रोत है। वास्तव में, हम अपने AR.Drone के हार्डवेयर का विस्तार करने में कामयाब रहे, इसके लिए अतिरिक्त अल्ट्रासोनिक रेंजफाइंडर को एक Arduino नैनो बोर्ड के माध्यम से ऑन-बोर्ड यूएसबी के माध्यम से जोड़ा गया। योजनाबद्ध रूप से, यह निम्नानुसार दिखता है।







हम भूलभुलैया में अभिविन्यास के लिए केवल सीआरसी प्रतियोगिता में इन रेंजफाइंडर्स का उपयोग करते थे, और वियना में प्रतियोगिताओं में, AR.Drone की मुख्य हैक यह था कि हमने फ्रंट कैमरा को नीचे कर दिया और खुद को इसके साथ उन्मुख किया।



एक लैपटॉप पर, हमारे सभी सॉफ्टवेयर आरओएस फ्रेमवर्क पर आधारित थे। इसका उपयोग करने के फायदे कई हैं, मेरी राय में मुख्य बात गज़ेबो के भौतिक सिमुलेशन वातावरण में एक आभासी मॉडल पर कोड का परीक्षण करने की क्षमता है। वास्तव में, वर्चुअल मॉडल से वास्तविक में संक्रमण बिना किसी परिवर्तन के कोड में होता है (केवल नियामकों और कंप्यूटर दृष्टि प्रणाली के मापदंडों के लिए कुछ सेटिंग्स)। अनुकरण करने की क्षमता न केवल आपको एक वास्तविक ड्रोन के बिना एक कार्य कोड बनाने की अनुमति देती है, बल्कि आपको वास्तविक क्वाड्रोकॉप्टर का उपयोग करने से पहले फ़ील्ड में कोड परिवर्तनों की जांच करने की भी अनुमति देती है।



एयर रेस के अनुशासन के लिए, वहां के नियम काफी लोकतांत्रिक हैं। वे आपको क्षेत्र के अंदर किसी भी अतिरिक्त नेविगेशन निशान (निष्क्रिय और सक्रिय दोनों) का उपयोग करने की अनुमति देते हैं। एकमात्र सीमा यह है कि रोबोट को "आठ" में खंभे के चारों ओर उड़ना चाहिए, और यह विशुद्ध रूप से सशर्त है और इसे दीवारों, स्तंभों और फर्श को नहीं छूना चाहिए। कई टीमों ने सक्रिय रूप से इसका इस्तेमाल किया। उदाहरण के लिए, पोलैंड की एक टीम ने एक अतिरिक्त रोबोट का इस्तेमाल किया जो एक धराशायी रेखा पर यात्रा करता है, और एक क्वाड्रोकोप्टर इस रोबोट के पीछे उड़ जाता है। पिछले साल उन्होंने पहला स्थान हासिल किया था, और इसमें उन्हें विश्वसनीयता से नीचे जाने दिया गया था और वे एक भी गोद नहीं उड़ा सके थे। कुछ टीमों ने अभिविन्यास के लिए अतिरिक्त दृश्य मार्कर स्थापित किए हैं, और कनाडा की एक टीम ने आम तौर पर अंदर 2 kinekts स्थापित किए हैं, लेकिन वे भी सफल नहीं हुए।



हमने मैदान पर कुछ भी अतिरिक्त उपयोग नहीं करने का फैसला किया, लेकिन फर्श पर खींची गई बिंदीदार रेखा के साथ खुद को सख्ती से उन्मुख करने के लिए। तदनुसार, नियंत्रण प्रणाली के प्रमुख कार्य कंप्यूटर दृष्टि के सिद्धांतों पर आधारित थे। मुख्य विचार इस प्रकार था:

1. हम छवि में काले आयतों की तलाश कर रहे हैं
2. हम उन्हें झुकाव के कोण के अनुसार समूहों में विभाजित करते हैं।
3. हम पहले समूह को उन आयतों को असाइन करते हैं जो सबसे अधिक लंबवत हैं।
4. पहले समूह के आयतों के केंद्रों के माध्यम से एक रेखा खींचें।
5. हम एक नियंत्रण कमांड बनाते हैं ताकि परिणामस्वरूप रेखा एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में हो।

एल्गोरिथ्म का एक उदाहरण अगले वीडियो में देखा जा सकता है।







"होम" फ़ील्ड पर टेस्ट लॉन्च के दौरान, हम 10 मिनट में 15-16 लैप्स को घायल कर देते हैं, जो 2013 में विजेता के परिणाम से थोड़ा अधिक था। इसलिए, हम खाली हाथ प्रतियोगिताओं में नहीं गए। वियना की यात्रा अपने आप में काफी रोचक थी, क्योंकि हमने कार (1800 किमी) की यात्रा की। यह एक हवाई जहाज की तुलना में सस्ता निकला, और इस बात का कोई डर नहीं था कि हवाई जहाज पर परिवहन के दौरान रोबोट टूट जाएगा।



16 टीमों को हमारे अनुशासन के लिए घोषित किया गया था, और 5 टीमें रूसी थीं। हमारी टीम के अलावा, शेष रूसी टीमें सेंट पीटर्सबर्ग भौतिकी और गणित लिसेयुम नंबर 239 से थीं। कुल मिलाकर, 46 देशों की 547 टीमों ने प्रतियोगिता में भाग लिया, इसलिए हम जल्दी उठे और पंजीकरण को खोलने के लिए प्रतियोगिता स्थल का नेतृत्व किया। सिद्धांत रूप में, जैसा कि यह निकला, इसके लिए कोई विशेष आवश्यकता नहीं थी। क्योंकि पंजीकरण बहुत तेज़ी से हुआ, और हालांकि एक कतार थी, इसे खड़ा होने में बहुत समय नहीं लगा। हमारे अनुशासन में खुद की प्रतियोगिताओं को 12-30 पर शुरू किया जाना था, और उस समय से पहले योग्यता की तरह कुछ पारित करना था (प्रत्येक रोबोट को यह दिखाना था कि यह कम से कम एक सर्कल में उड़ान भरने में सक्षम था)। हम सभी ने जर्मन (ऑस्ट्रियाई) समय की पाबंदी के बारे में सुना, लेकिन यह नियम यहां काम नहीं आया। पंजीकरण के बाद अधिकांश टीमों ने अपने रोबोट का परीक्षण करना शुरू कर दिया, न्यायाधीश, सिद्धांत रूप में, इस प्रक्रिया में भाग नहीं लेते थे, और जब योग्यता शुरू करनी थी तो यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं था। हम रोबोट पर कुछ पूर्व-कॉन्फ़िगर करने नहीं जा रहे थे, इसलिए हम परीक्षण के लिए कतार में नहीं गए। लेकिन एक समय पर यह पता चला कि क्षेत्र स्वतंत्र है, मैं न्यायाधीश के पास गया और पूछा कि क्या हम अर्हता प्राप्त कर सकते हैं। उन्होंने पुष्टि में जवाब दिया और हमने रोबोट लॉन्च किया। उसने बहुत अच्छी तरह से 2 लैप उड़े, और फिर वाई-फाई के साथ समस्याएं शुरू हुईं। रोबोट पोल से टकराने लगा, मैं लैंडिंग बटन दबाने लगा। और यहां विफलता ने हमारा इंतजार किया। लैंडिंग बटन को दबाने की कोशिश, या तो नसों से या असावधानी से, मैंने "आपातकालीन लैंडिंग" बटन दबाया और रोबोट संगमरमर के फर्श पर 2 मीटर से दुर्घटनाग्रस्त हो गया। इसे मंजिल से उठाने के बाद, मुझे तुरंत एहसास हुआ कि यह एक टूटी हुई क्रॉस है और वह अब उड़ान भरने में सक्षम होने की संभावना नहीं है। हमने जो महसूस किया, मुझे लगता है कि समझाने की जरूरत नहीं है। अचानक, चेक टीम का एक व्यक्ति मेरे पास आया, पूछा कि क्या हुआ, मुझे टेप के साथ ड्रोन को रिवाइंड करने और बोलने की कोशिश करने की सलाह दी। क्योंकि कोई अन्य विकल्प नहीं थे, हमने ऐसा किया। मैं कमजोर रूप से मानता था कि वह उड़ सकता है, लेकिन उसने उड़ान भरी। पुनर्बीमा होने के नाते, मैंने विस्तारित क्षमता के साथ एक भारी बैटरी नहीं लगाई, लेकिन इसे अपने आप में डाल दिया और यह मेरी दूसरी गलती थी। क्योंकि टूटे हुए क्रॉस के फर्श के समानांतर नहीं होने के कारण, शिकंजा के विमान को इंजन को लगभग बिजली की सीमा पर काम करना पड़ता था और बैटरी पहले से ही 5 वीं गोद में बैठ जाती थी। नतीजतन, 5 सर्कल के साथ हमने 4 वां स्थान लिया।







बेशक, ब्रेकडाउन को देखते हुए, हम इन परिणामों से बहुत खुश थे। और अनुभव प्राप्त हुआ, मुझे आशा है, भविष्य की प्रतियोगिताओं में हमारी मदद करेगा।