Pilns nosaukums:  «Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts» projekts “Izkliedēta heterogēnu karšu apvienošana daudzu robotu sistēmās”.

Īstenošanas laiks: 01.11.2017.-31.10.2020.

Projekta finansējums: 133,806.00 EUR t. sk. ERAF finansējums 113,735.10 EUR (85%), valsts budžeta finansējums 13,380.60 EUR (10%) un Rīgas Tehniskās universitātes finansējums 6,690.30 EUR (5 %).

Projekta zinātniskais vadītājs: A. Ņikitenko

Projekta izpildītāji no MISIK: I.Andersone

Mērķis: izstrādāt izkliedētu karšu apvienošanas ietvaru heterogēnām daudzu robotu sistēmām, paplašinot iepriekš izstrādātu sistēmu heterogēnu robotu gadījumam. Mērķa sasniegšanai tiks veiktas sekojošas galvenās aktivitātes:

1. Heterogēnas daudzu robotu sistēmas izveide, kurā katrs robots ir spējīgs patstāvīgi sastādīt apkārtējās vides karti.

2. Heterogēnu karšu apvienošanas algoritma izveide un tā realizēšana paplašināta karšu apvienošanas ietvara programmatūras prototipā.

3. Izkliedēta heterogēnu karšu apvienošanas ietvara realizācija un validācija daudzu robotu sistēmā.

Galvenā pētījuma projekta inovācija būs pilnībā izstrādāts un validēts karšu apvienošanas ietvars izkliedētām heterogēnām daudzu robotu sistēmām. Ietvars būs pielietojams dažāda tipa robotu karšu apvienošana izkliedētā veidā un atbalstīs gan homogēnu, gan heterogēnu karšu apvienošanas algoritmu izmantošanu, no kuriem vismaz viens algoritms tiks izstrādāts projekta ietvaros. Projekta rezultāts būs arī izstrādāta un turpmākiem pētījumiem un demonstrācijām izmantojama heterogēna daudzu robotu sistēma.

Projekta pirmo astoņpadsmit mēnešu laikā ir daļēji pabeigta daudzu robotu sistēmas izstrāde un izstrādāti trīs heterogēnu karšu apvienošanas algoritmi. Projekta izpildes laikā ir detalizēti analizētas esošās robotu karšu sastādīšanas metodes un identificētas visplašāk izmantotās robotu karšu sastādīšanai izmantotās aparatūras konfigurācijas, kā arī noskaidroti uz doto brīdi lielākie šķēršļi sekmīgai savstarpēji atšķirīgu karšu apvienošanai.

Balstoties uz robotu karšu tipu analīzi, projekta ietvaros tiks izmantoti sekojoši karšu veidi:

1. Augstas precizitātes metriskas kartes. Šis un nākamais karšu veids tika izvēlēts, jo metriskas un konkrēti aizņemtības režģu kartes ir visuniversālākais un vides informāciju vispilnīgāk attēlojošais karšu veids. Augstas precizitātes metriskās kartes sastādīs robots, kas ir aprīkots ar lāzera sensoru (LIDAR). LIDAR ir augstas precizitātes sensors, kurš plaši tiek izmantots robotu karšu sastādīšanā, tomēr tā cena ir relatīvi augsta un ievērojami paaugstina robota izmaksas.
2. Zemas precizitātes metriskas kartes. Tās sastādīs, izmantojot ultraskaņas sensoru, kas robotikā tiek plaši pielietots tā zemās cenas un vienkāršās izmantošanas dēļ. Tomēr ultraskaņas sensora īpašību dēļ sastādīto karšu precizitāte ir ievērojami zemāka nekā ar cita veida sensoriem, piemēram, LIDAR.
3. Iezīmju kartes, kurās tiek izgūtas līniju un stūra punktu iezīmes. Šīs kartes tiks iegūtas, izmantojot robotu ar Kinect kameru – Kinect kameras ir lētas, tomēr ar tām ir iespējams sastādīt augstas precizitātes 3D kartes. Salīdzinot ar LIDAR sensoriem, to uztveres attālums ir mazāks un tām ir šaurāks uztveres leņķis.

Projekta rezultāti:

• Izstrādāts neironu tīklos balstīts algoritms, kas ir paredzēts automātiskai aizņemtības režģu karšu precizitātes novērtēšanai. Par šo tēmu ir sagatavots un iesniegts zinātnisks raksts ECMR 2019 (European Conference of Mobile Robots) “Resolution quality evaluation of robot maps with Convolutional neural network”.
• Izstrādāti karšu apvienošanas algoritmi asimetriskai heterogēnu aizņemtības režģu karšu apvienošanai un rezultātu novērtēšanai, uzsākta algoritmu validēšana.
• Realizēta karšu sastādīšana ‘TurtleBot’ robotam, kas aprīkots ar LIDAR un Intel RealSense kameru, uzsākta sastādīšanas metodes testēšana.
• Sagatavots un publicēts zinātnisks raksts “Heterogeneous Map Merging: State of the Art” žurnālam “Robotics”. Ņemta dalība A2IC konferencē Barselonā 2018. gada novembrī.
• Publicitātes aktivitātes: uzstāšanās “Eiropas Zinātnieku nakts 2018” ietvaros ar populārzinātnisku prezentāciju “Heterogēnu karšu apvienošana daudzu robotu sistēmās”, video par pēcdoktorantūras pētījuma projekta tēmu (video saite IKSA Research Lab Youtube kanālā: https://www.youtube.com/watch?v=_lj4tLYAA_Y).
• Dalība Eiropas komisijas konferencē un tīklošanās pasākumā ICT 2018 2018. gada decembrī Vīnē.
• Dalība tīklošanās pasākumā ar Norvēģijas Zinātnes un Tehnoloģiju universitātes (Alesundes nodaļas) un CDP Technologies pārstāvjiem Norvēģijā, Alesundē un Tronheimā 2019. gada martā.

Informācija atjaunota 27.08.2019.

Projektu finansē/projekta veids: ERAF, valsts budžeta finansējums, RTU