Если машина теряет привязку к карте, она не может двигаться в верном направлении. Во время спасательных операций такие казусы стоят жизни.
Испанские ученые решили одну из самых неприятных задач робототехники: что делать, если машина перестала понимать, где находится. С новой системой робот может самостоятельно сориентироваться в пространстве даже после перемещения, отключения питания или кардинальных изменений в окружающем пространстве.
Разработчики из университета Мигеля Эрнандеса в Эльче создали алгоритм MCL-DLF, закрывающий так называемую проблему «похищенного робота». Это устоявшийся термин, ситуация, когда машина теряет привязку к карте и не знает, с какой точки начинать движение. Спутниковая навигация в таких случаях бесполезна — сигнал глушат здания, внутри помещений он пропадает полностью. На камеры полагаться тоже нельзя, ведь освещение постоянно меняется, начинается дождь или туман — и система фактически слепнет.
Вместо оптики здесь работает лидар — лазерный дальномер, строящий объемную картину пространства из миллионов точек. Он уверенно работает в темноте при любой погоде. Но и у него есть уязвимость: одно и то же место в разные сезоны выглядит принципиально иначе — листья появляются и опадают, дорожки покрываются снегом. Сопоставить текущую картинку с сохраненной картой становится по-настоящему сложно.
Алгоритм справляется с этим в два шага — примерно как человек, который сначала узнает район, а потом конкретную улицу. На первом этапе по методу Монте-Карло система рассеивает по карте множество гипотез о местонахождении робота и итеративно отсеивает неподходящие. Нейросеть MinkUNeXt при этом сворачивает весь трехмерный скан в компактный вектор из 512 чисел — геометрический «отпечаток» места, которого не могут сбить с пути сезонные изменения. Достигается такое за счет разреженных 3D-сверток: сеть обрабатывает только заполненные точки облака, игнорируя пустое пространство, благодаря чему вычислительная нагрузка сильно снижается. На втором этапе алгоритм RANSAC точно совмещает текущий скан с эталонным, определяя положение машины по всем шести степеням свободы — трем координатам и трем углам ориентации.
Источник: hi-tech.mail.ru