CajunBot - CajunBot

CajunBot относится к автономные наземные транспортные средства разработан Университет Луизианы в Лафайете для DARPA Grand Challenges. CajunBot был показан на CNN[1] и на Канал Дискавери научная серия Робокары.[2][3][4][5]

Специальное программное обеспечение для AGV от CajunBot, CBSystem, имеет искусственный интеллект планирование пути возможности, а также компоненты визуализации и моделирования.[6]

Аппаратный репертуар CajunBot включает в себя высокий уровень GPS /INS блок позиционирования для навигации по заданному маршруту, обнаруживая и избегая препятствий, используя ЛИДАР лазерные дальномеры.

История

Начало и Грандиозный вызов 2004 года

Смотрите также: DARPA Grand Challenge (2004)
CajunBot покидает стартовый парашют на финальном мероприятии DARPA Grand Challenge 2004
Члены команды CajunBot на DARPA Grand Challenge 2004

В 2002 году DARPA объявило о первом грандиозном вызове: «Постройте роботизированное транспортное средство, способное путешествовать без посторонней помощи по заранее определенному маршруту протяженностью около 130 миль через пустыню Мохаве. Самый быстрый робот, который пройдет курс менее чем за 10 часов, принесет домой 1 миллион долларов. " Первый конкурс был назначен на март 2004 года.

Узнав об испытании в 2003 году, небольшая группа UL Lafayette студенты и преподаватели объединились, чтобы посмотреть, смогут ли они взять на себя задачу создания полностью автономного транспортного средства.[7] «GPS Bot» был разработан в качестве экспериментальной модели с использованием небольшого автомобиля с дистанционным управлением в сочетании с микроконтроллером и датчиком GPS. «GPS Bot» мог перемещаться по заранее запрограммированным путевым точкам GPS без какого-либо вмешательства человека.

Называя себя "Team CajunBot",[8] (UL Lafayette спортивные команды называются Ragin 'Cajuns ) группа смогла подготовить первое транспортное средство CajunBot в течение нескольких коротких месяцев.[9] «CajunBot» был построен на базе 6-колесного вездехода, обычно используемого для охоты на болотах и ​​болотах.

Команда CajunBot, воодушевленная огромной поддержкой сообщества Lafayette, бросила вызов разногласиям и успешно выступила в квалификационных раундах, заняв место среди 13 команд, выбранных для участия в финале, из 106 первоначальных претендентов.[10][11]

Ни одной команде не удалось пройти курс Grand Challenge 2004 года,[11] но DARPA был воодушевлен результатами. Он объединил инженеров и изобретателей и сумел направить их энергию на разработку важных технологий, призванных спасти американские жизни на поле боя.[12]

2005 Грандиозный вызов

Смотрите также: DARPA Grand Challenge (2005)
CajunBot на национальном отборочном турнире Grand Challenge 2005

В 2005 году DARPA повторило вызов, выставив более 198 командных заявок. Команда CajunBot снова успешно прошла квалификационные раунды и заняла место среди 23 команд, отобранных для участия в финале.

В 2005 году Grand Challenge вошел в историю, когда автомобиль Стэнфордского университета, Стэнли, пересек финишную черту, преодолев 132-мильную дистанцию ​​за 6 часов 52 минуты.

По замыслу DARPA, Grand Challenge 2004 и 2005 годов успешно ускорили развитие базовой технологии, лежащей в основе полностью автономных боевых машин. Но технология не была готова к битве.[13]

2007 Городской вызов

Смотрите также: DARPA Grand Challenge (2007)
Церемония открытия DARPA Urban Challenge 2007

Основываясь на успехе предыдущих испытаний, DARPA объявило новый конкурс, получивший название «Городской вызов». Мероприятие состоялось в ноябре 2007 года в Викторвилле, Калифорния.

Urban Challenge требовал от команд «построить роботизированное транспортное средство, которое может работать в городском потоке, находить свой собственный путь и при этом соблюдать правила дорожного движения».

Каждой команде была предоставлена ​​GPS-карта городского пейзажа, имитирующая военные миссии по снабжению в городских условиях. Путешествуя среди пилотируемых и роботизированных транспортных средств, транспортные средства команды проезжали необходимые точки в фиктивном городе. От команд требовалось безопасно пройти 60-мильный курс менее чем за шесть часов.[14]

Команда CajunBot стала полуфиналистом.[15] выбывает из финального раунда порезов из-за неожиданного столкновения с придорожным транспортным средством.[16] Прогресс команды в решении этой задачи был задокументирован в серии Discovery Science Robocars.

Транспортные средства

CajunBot

  • Платформа: 6-колесный вездеход-амфибия с двухцилиндровым двигателем мощностью 25 л.с. Емкость топливного бака 35 галлонов. Максимальная скорость 30+ миль в час. Общий вес 1200 фунтов.
  • Электроника: Управляется 2 высокоскоростными компьютерами AMD с системой распределенной памяти, несколькими микроконтроллерами и множеством нестандартных схем. Электрогенератор мощностью 2 кВт обеспечивает электроэнергию.
  • Датчики: Два сканирования ЛИДАР лазерные системы, три доплеровских радары, а сонар помогает обнаруживать препятствия. C-Nav дифференциал GPS и Оксфорд инерциальный навигационный датчик предоставить точную информацию о местоположении.[17]
  • Программного обеспечения: Программное обеспечение CBSystem, разработанное Team CajunBot, делает все, от обнаружения объектов до планирования пути. Программное обеспечение передового искусственного интеллекта (ИИ), разработанное UL Lafayette, позволяет CajunBot выбирать кратчайший путь, избегая препятствий.
  • Ориентировочная стоимость: Автомобиль на сумму 15 000 долларов, электроника на 90 000 долларов и оборудование для аренды в натуральной форме на 70 000 долларов. Общее оборудование: 175 000 долларов. Не считая тысяч часов индивидуального программирования.[18][19]

CajunBot-II (он же Ragin'Bot)

  • Платформа: Jeep Wrangler Rubicon 2004 года выпуска с 4,0-литровым бензиновым двигателем и автоматической коробкой передач с полным приводом.
  • Электроника: Ragin'Bot содержит множество устройств, позволяющих обрабатывать данные с датчиков и управлять автономным транспортным средством. Программное обеспечение CajunBot «CBSystem» работает на трех компьютерах с форм-фактором EPIC, каждый из которых оснащен процессором Intel Pentium M 1,8 ГГц, размещенным в едином стоечном корпусе высотой 1U. Несколько устройств преобразуют различные последовательные коммуникации в Ethernet так что данные могут быть собраны всеми компьютерами в случае отказа одного компьютера. Специальная система с двумя генераторами переменного тока приводит в действие автомобиль и бортовую электронику. Избыточные преобразователи постоянного тока в постоянный преобразуют напряжение генератора в форму, используемую различными устройствами. В специальном блоке электроники (EBOX) размещается оборудование для управления аварийной остановкой и обеспечивается центральное соединение для всего оборудования управления транспортным средством.
  • Датчики: Два Ибео ЛИДАР датчиков, три БОЛЬНОЙ LIDAR сенсоры и два Eaton Доплеровский радар Vorad обнаруживает препятствия. An Итерис система предупреждения о выезде с полосы движения предоставляет информацию о положении автомобиля на дороге. C-Nav GPS приемник обеспечивает Звездный огонь дифференциальные поправки и оксфордский инерциальный навигационный датчик обеспечивает Фильтр Калмана сглаживание данных GPS и компенсация движения с помощью гироскопов MEMS и акселерометров.[17]
  • Программного обеспечения: CBSystem, разработанная Team CajunBot, делает все, от обнаружения объектов до планирования пути. Программное обеспечение передового искусственного интеллекта (AI), разработанное UL Lafayette, позволяет Ragin'Bot выбирать кратчайший путь, избегая препятствий.[20]

Программного обеспечения

Специальное программное обеспечение для AGV от CajunBot, CBSystem, было в основном разработано в C ++ для использования на Linux Операционная система.

Возможности CBSystem:[6]

  • Городской планирование пути для навигации RNDF сети, при обработке блокировок полос движения, остановленных транспортных средств, приоритета перекрестков и очередей, навигации по свободной зоне и поведения при парковке.[21]
  • Обнаружение статических и динамических препятствий.
  • Визуализация данных датчиков в реальном времени и состояния планировщика пути, а также визуализация зарегистрированных данных и данных моделирования.[22]
  • PID - рулевой контроллер на базе.
  • Моделирование с помощью симулятора на основе физики, построенного на Open Dynamics Engine, для моделирования колес, массы и подвески транспортного средства, а также транспортных средств, облаков точек с лазерных датчиков и т. д.[23]

День CajunBot

2 июня 2004 года губернатор Кэтлин Бабино Бланко официально провозгласила среду, известную как «день CajunBot».[24] В этот день машина CajunBot поднялась по 12 ступеням здания столицы штата Луизиана, поскольку губернатор Бланко назвал ее «выдающимся примером умственных способностей, которыми мы обладаем здесь, в Луизиане, и в наших университетах».[10][25]

Сегмент CNN

«CajunBot - шестиколесный вездеход - будет путешествовать по 210 милям пустынной местности в рамках задачи, поставленной Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. Команда CajunBot совсем недавно привлекла внимание национальных СМИ. когда CNN посетил кампус UL Lafayette для участия в шоу Next @ CNN ».[26]

«Продюсер CNN Марша Уолтон сказала, что команда выбрала CajunBot в качестве объекта из-за его уникальности и свежести для конкурса».[27]

Документальный фильм о роботах

Вовремя 2007 Городской вызов, CajunBot был одной из 10 команд, выбранных для участия в Канал Дискавери научный сериал «Робототехника». В 6-серийном документальном сериале рассказывалось о том, как команды боролись за главный приз в 2 миллиона долларов.[2]

Team CajunBot была представлена ​​во 2-м и 3-м эпизодах, которые вышли в эфир 21 и 28 июля 2008 года соответственно.

Алгоритмы

Некоторые исследовательские работы, подготовленные в рамках проекта CajunBot:

  • К. Кавано, Разработка и интеграция подсистем зондирования и управления CajunBot, 9 апреля 2004 г. (PDF ).
  • С. Голконда, Управление рулевым управлением автономного наземного транспортного средства с бортовым упором на переменной скорости, РС. Диссертация, февраль 2005 г. (Полная диссертация ).
  • А. Лахотия, С. Голконда, А. Майда, П. Мехиа, А. Пунтамбекар, Г. Ситараман и С. Уилсон, CajunBot: архитектура и алгоритмы, Журнал полевой робототехники, 23 (8), 2006, 555-578, Дои:10.1002 / rob.20129, (Полная статья ).
  • А. Майда, С. Голконда, П. Мехиа, А. Лахотия и К. Кавано, Локальная навигация на основе подцелей и обход препятствий с использованием поля расстояний по сетке, Международный журнал автономных систем транспортных средств (IJVAS), 4 (2-4), 2006 г., стр. 122–142, (Полная статья ).
  • В. Венкитаракришнан, CBWare - Распределенное промежуточное ПО для автономных наземных транспортных средств, РС. Диссертация, декабрь 2006 г. (Диссертация: титульная страница, тело, Презентация PPT ).
  • А. Пунтамбекар, Картографирование местности и обнаружение препятствий для беспилотных автономных наземных роботов без стабилизации датчика, РС. Диссертация, 18 октября 2006 г. (Полная диссертация, Презентация PPT ).
  • Решение проблем городского транспорта с использованием алгоритмов на основе SLAM - 7 декабря 2006 г.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Марсоходы находят следы воды на Красной планете; взгляд на скрипку Страдивари;" Каджун-бот "Гонки по пустыне". 2004. Архивировано с оригинал на 2012-03-09. Получено 2010-04-18.
  2. ^ а б «Сегодня вечером премьера Robocars на научном канале Discovery». 2008. Архивировано с оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  3. ^ «КОМАНДА CAJUNBOT, УЧАСТВУЮЩАЯ В СЕРИИ DISCOVERY SCIENCE». 2008. Получено 2010-04-18.
  4. ^ «КОМАНДА CAJUNBOT ВДАЕТ НАГРАДЫ ЧЛЕНАМ, СПОНСОРАМ». 2008. Получено 2010-04-18.
  5. ^ «Команда Cajunbot вручает награды». 2008. Получено 2010-04-23.
  6. ^ а б "CBSystem - CajunBot Wiki". 2010. Архивировано с оригинал в 2010-11-23. Получено 2010-04-18.
  7. ^ «Дерби в пустыне, чтобы найти лучшего бота на поле боя». CNN. 2004-03-10. Получено 2010-04-23.
  8. ^ Кальво, Пако; Гомила, Тони (2008). Справочник по когнитивной науке: воплощенный подход. ISBN  9780080466163. Получено 2010-04-23.
  9. ^ «Студент принимает вызов робота». 2004. Архивировано с оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-23.
  10. ^ а б "CAJUNBOT ВСТРЕЧАЕТ ПРАВИТЕЛЬСТВО. BLANCO НА ШАГАХ CAPITOL". 2004. Получено 2010-04-18.
  11. ^ а б ""CAJUNBOT "ПОКАЗАТЬ СВОИ ДВИЖЕНИЯ НА МИКХОДЕ НАСА". 2004. Архивировано с оригинал на 2007-07-22. Получено 2010-04-23.
  12. ^ "Большой вызов 2004 (История CajunBot)". Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  13. ^ "Grand Challenge 2005 (История CajunBot)". Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  14. ^ «Городской вызов 2007 (История CajunBot)». Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  15. ^ «КОМАНДА CAJUNBOT БЛИЖАЕТ К ГОРОДСКОМУ ВЫЗОВУ». 2007. Получено 2010-04-18.
  16. ^ «CajunBot II не участвует в гонке за 2 миллиона долларов». 2007. Архивировано с оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  17. ^ а б «Автономные автомобили (с использованием технологии OXTS)». Архивировано из оригинал на 2011-07-15. Получено 2010-04-23.
  18. ^ «Автомобиль CajunBot». Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  19. ^ «Технический обзор CajunBot» (PDF). 2005. Архивировано с оригинал (PDF) на 2010-05-25. Получено 2010-04-23.
  20. ^ «Автомобиль RaginBot (он же CajunBot-II)». Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2010-04-18.
  21. ^ «Архитектура планировщика задач CajunBot для городских задач» (PDF). 2008. Архивировано с оригинал (PDF) на 02.02.2010. Получено 2010-04-23.
  22. ^ Лахотия, Арун; Голконда, Суреш; Майда, Энтони; Мехиа, Пабло; Пунтамбекер, Амит; Ситхараман, Гуна; Уилсон, Скотт (2005). «CajunBot: архитектура и алгоритмы». Гранд-вызов DARPA 2005 года. Springer Tracts в продвинутой робототехнике. 36. С. 245–280. Дои:10.1007/978-3-540-73429-1_8. ISBN  978-3-540-73428-4.
  23. ^ «CBSystem для ВАС». Архивировано из оригинал на 2010-06-23. Получено 2010-04-18.
  24. ^ "Официальное объявление дня CajunBot" (PDF). 2004. Архивировано с оригинал (PDF) на 2011-08-19. Получено 2010-04-23.
  25. ^ "The Times из Шривпорта, штат Луизиана, 3 июня 2004 г. · стр. 14". Newspapers.com. Получено 2018-04-24.
  26. ^ "ПОЛУЧАЙТЕ ЕЖЕДНЕВНУЮ ДОЗУ CAJUNBOT НА НОВОМ САЙТЕ". 2004. Получено 2010-04-18.
  27. ^ «CAJUNBOT ПРИНИМАЕТ ВЫЗОВ, ПОЛУЧАЕТ НАЦИОНАЛЬНУЮ ПРЕССУ». 2004. Получено 2010-04-18.

внешняя ссылка