IDF, гонки авто-роботов DARPA и Junior

30.09.2008, 09:20
јвтор: ¬ладимир –оманченко (sai@3dnews.ru)



Stanford  Junior

—егодн€ в традиционной воскресной рубрике "IT-байки" наших читателей ждЄт отнюдь не рассказ о новых достижени€х на ниве завтрашних нанотехнологий. » даже не байки о послезавтрашнем дне квантовой физики. » даже не сказка с поучительным концом, но всего лишь рассказ о новых автогонках, но каких! ѕолагаю, нашим читател€м ещЄ пам€тны прошлогодние соревновани€ машин-роботов с призовым фондом $1 млн., которые на прот€жении четырЄх последних лет организовывало јгентство передовых оборонных исследовательских проектов —Ўј - DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

“ак вот, в отличие от традиционных гонок, проводившихс€ в пустыне, этом году заезд пройдЄт в услови€х, приближЄнных к городскому, не говор€ уж о том, что призовой фонд 2007 года увеличен. ¬полне возможно, соревновани€ DARPA Urban Challenge 2007 так и осталась бы не более чем темой дл€ новостной заметки, если быЕ автора этих строк своевременно не занесло в —Ўј и ему не удалось бы собственноручно прикоснутьс€ к одному из претендентов на победу в гонках. ј ведь с такой информацией, согласитесь, писать про гонки совсем другой резон.

Urban Challenge

ƒл€ начала Ц немного вводной информации. ¬ начале августа руководство DARPA в лице директора агентства, доктора “они “есера (Tony Tether) официально объ€вило 36 команд, избранных дл€ полуфинального заезда автономных роботизированных автомобилей в гонке Urban Challenge 2007. ѕо результатам заезда Urban Challenge National Qualification Event (NQE), намеченного на 26-31 окт€бр€ 2007 года, двадцатка лучших команд примет участие в финальном заезде Urban Challenge, который состоитс€ 3 но€бр€. ѕризовой фонд в этом году составл€ет $2 млн. за первое место, $1 млн. за второе и $500 тыс€ч за третье.

Urban Challenge

 ак видите, ставки выросли, но также неизмеримо усложнились услови€ заезда с 6-часовым лимитом времени. ≈сли в заездах прошлых лет DARPA Grand Challenge автопробег беспилотных машин происходил на 131,6-мильной (211,7 км) трассе, проложенной по пустыне, то в этом году, как видно из изменившегос€ названи€ - DARPA Urban Challenge, дл€ полуфинального и финального заездов выбраны услови€, максимально приближЄнные к городским. ƒл€ этого руководством агентства DARPA, по согласованию с ѕентагоном (подразделением которого оно и €вл€етс€), был выбран армейский тренировочный полигон, расположенный на бывшей авиабазе George Air Force Base в ¬икторвилле (Victorville),  алифорни€, где подразделени€ армии —Ўј отрабатывают приЄмы проведени€ операций в городских услови€х.

Urban Challenge

ѕо поводу того, что DARPA, затрачива€ приличные средства на подготовку таких гонок, преследует, в первую очередь, вполне прикладные военные цели, можно даже не сомневатьс€. ¬ пресс-релизе, посв€щЄнному DARPA Urban Challenge, об этом говоритс€ вполне недвусмысленно: "DARPA selected the location because its network of urban roads best simulate the type of terrain American forces operate in when deployed overseas".. “о есть, "место проведени€ гонок с городским расположением дорожной сети максимально отображает тип местности, с которым приходитс€ сталкиватьс€ американским подразделени€м при проведении военных операций вне —Ўј". ѕерспективна€ цель этого заезда также полностью соответствует задаче DARPA, поставленной перед агентством  онгрессом —Ўј, а именно, довести к 2015 году количество автономных машин без водителей до трети.

–оботизированные автомобили будут действовать в ситуации с элементами военной миссии, что дополнительно усложн€ет программу.  ак в отборочном туре, так и в финальном заезде автомобили-роботы об€заны действовать исключительно автономно, без какого-либо человеческого вмешательства. Ѕолее того, при движении в заданном периметре автомобили об€заны соблюдать правила движени€ штата  алифорни€, такие как маневры при сли€нии потоков, движение по кольцевым транспортным разв€зкам с односторонним движением. »ными словами, как выразилс€ доктор “есер, "јвтомобиль об€зан вести себ€ так, как любой другой обладатель водительской лицензии штата  алифорни€".

Ќапомню, что первый заезд автономных машин-роботов состо€лс€ в рамках Grand Challenge in 2004. “огда заезд по пересечЄнной пустынной местности с 10-часовым лимитом времени так и не смог вы€вить победител€, однако цель всЄ же была достигнута в гонках DARPA Grand Challenge 2005, когда до финиша добрались п€ть автомобилей, а машина Stanley команды —тэндфордского университета на базе усовершенствованного Volkswagen Toureg преодолела дистанцию за рекордные 8 часов 14 минут.

¬от, собственно говор€, и вс€ присказка. ƒело в том, что на прошлой неделе, приехав в —ан-‘ранциско дл€ участи€ в Intel Developer Forum Fall SF 2007, мне удалось лично "познакомитьс€" с представител€ми команды Stanford University, равно как "облазить" вдоль и поперЄк автомобиль Stanley Junior, подготовленный к соревновани€м DARPA Urban Challenge образца 2007 года. –ади справедливости € всЄ же приведу полный список всех 36 полуфиналистов Urban Challenge 2007:

  • Austin Robot Technology - Austin, Texas
  • AvantGuardium - Bethesda, Maryland
  • Axion Racing - Westlake Village, California
  • Ben Franklin Racing Team - Philadelphia, Pennsylvania
  • CarOLO - New York, New York
  • Gator Nation - Gainesville, Florida
  • Golem Group - Santa Monica, California
  • Insight Racing - Cary, North Carolina
  • Intelligent Vehicle Systems - Dearborn, Michigan
  • MIT - Cambridge, Massachusetts
  • Mojavaton - Grand Junction, Colorado
  • Ody-Era - Kokomo, Indiana
  • OSU-ACT - Columbus, Ohio
  • Princeton University - Princeton, New Jersey
  • SciAutonics/Auburn Engineering - Thousand Oaks, California
  • Stanford Racing Team - Stanford, California
  • Sting Racing - Atlanta, Georgia
  • Tartan Racing - Pittsburgh, Pennsylvania
  • Team AnnieWay - Palo Alto, California
  • Team Autonomous Solutions - Petersboro, Utah
  • Team Berlin - Houston, Texas
  • Team CajunBot - Lafayette, Louisiana
  • Team Caltech - Pasadena, California
  • Team Case - Cleveland, Ohio
  • Team Cornell - Ithaca, New York
  • Team Cybernet - Ann Arbor, Michigan
  • Team Gray - Metairie, Louisiana
  • Team Jefferson - Crozet, Virginia
  • Team Juggernaut - Sandy, Utah
  • Team-LUX - Woodstock, Maryland
  • Team Oshkosh Truck - Oshkosh, Wisconsin
  • Team UCF - Orlando, Florida
  • Team Urbanator - Littleton, Colorado
  • University of Utah - Salt Lake City, Utah
  • UU - Westminster, Maryland
  • VictorTango - Blacksburg, Virginia

ќтмечу, что в заезде будет принимать участие така€ экзотика, как, например, самый насто€щий грузовик Oshkosh Truck от команды Teledyne Scientific Company, г. ќшкош (Oshkosh), ¬исконсин. ѕотр€сающа€, кстати, концепци€, различные видеоролики с этим грузовиком можете посмотреть здесь.

Urban Challenge

ј €, с вашего позволени€, расскажу именно о том, что видел и слышал своими глазами.

Stanford Junior

Stanford  Junior. Intel

Ќачну рассказ с того, что команда Stanford Racing Team поддерживаетс€ р€дом вли€тельных спонсоров Ц таких как Intel, MDV-Mohr Davidow Ventures, Red Bull и Volkswagen of America, к которым в этом году добавились Applanix, Google и NXP Semiconductors. ѕлюс DARPA с финансовой поддержкой в размере $1 млн.

Stanford  Junior

Ѕлагодар€ тому, что компани€ Intel €вл€етс€ спонсором Stanford Racing Team и по€вилась возможность познакомитьс€ с этим удивительным автомобилем вблизи. ƒело в том, что Junior был выставлен на втором этаже Moscone Center, где традиционно осенью проходит Intel Developer Forum, непосредственно перед входом в закрытую территорию дл€ журналистов, р€дом с экспозицией российского подразделени€ Intel. ‘актически, Junior стал дл€ мен€, опоздавшего к началу на полтора дн€, одним из первых крепких впечатлений IDF, именно его € увидел первым делом после прибыти€ из аэропорта —ан-‘ранциско. ¬печатл€ет, знаете ли.

Stanford  Junior. Intel

¬ отличие от Stanley Ц модифицированного Volkswagen Toureg с доработанными бамперами и дополнительной защитой днища, новое детище Stanford Racing Team, автомобиль Junior, выполнен на базе дизельного Volkswagen Passat образца 2006 года, тюнингованном в лаборатории Volkswagen of America Electronics Research Lab в ѕало-јльто,  алифорни€. ѕри этом наиболее значимой доработке подверглась система управлени€, дроссельна€ система, а также тормоза Ц всЄ это теперь управл€етс€ с помощью компьютера. Ќе говор€ уж о том, что весь автомобиль теперь просто напичкан самыми разнообразными датчиками и след€щими системами.

Stanford Racing

 лючевое отличие Junior от предшественника Stanley заключаетс€ в том, что Junior воспринимает и реагирует на объекты, окружающие его со всех сторон, в том числе, быстро движущиес€, в то врем€ как Stanley был способен воспринимать лишь неподвижные объекты и неровности рельефа, расположенные спереди.

Stanford  Junior

 ак и предшественник Stanley, Junior оборудован лазерной системой навигации, радаром и видеокамерой, а также серверной системой на процессорах Intel Core 2 Duo Ц вчетверо более мощной, чем примен€вша€с€ в составе Stanley.

Stanford  Junior. Intel

ѕравда, теперь массив лазерных датчиков дл€ определени€ дистанции обеспечивает обзор местности на 360∞ в трЄхмерном пространстве и главное - в реальном времени. ¬от он, голубчик, вращаетс€ на самой "макушке" автомобил€.

Stanford  Junior. Intel

Ћазеры, применЄнные дл€ навигации Stanley - это так называемые лидары (LIDAR, то есть, сокращение от light detecting and ranging) - лазерные локаторы инфракрасного диапазона, с частотой сканировани€ у главного массива до 15 раз в секунду. ѕо словам представителей команды —тэнфордского университета, поток данных только главного кругового лидара превышает гигабит в секунду!

Stanford  Junior. Intel

ћожете себе представить, какова мощность установленных внутри серверов дл€ обработки поступающих данных.  стати, сомневающиес€ в том, что лидар сканирует окружающее пространство в режиме real-time, могли убедитьс€ в этом лично: сто€ р€дом с автомобилем и помахав рукой, можно было наблюдать соответствующую картинку на экране установленного на заднем сиденье монитора.

Stanford  Junior. Intel

¬ комплексе с расстановленными "по периметру" машины шестью видеокамерами, лазерами на бамперах, радаром, GPS-приЄмником и встроенной аппаратной системой навигации, Junior способен собирать исчерпывающие данные об окружающей среде и анализировать их. », как выразилс€ ћайк ћонтемерло (Mike Montemerlo), старший инженер-исследователь лаборатории Stanford Artificial Intelligence Lab (SAIL), выдавать "прогнозы", дл€ того, чтобы в автомобиль-робот мог принимать самосто€тельные решени€ о дальнейшем движении.

Stanford  Junior. Intel

ќднако наиболее мощным "оружием" автомобил€ Junior, делающим его по-насто€щему автономной системой, стоит назвать программное обеспечение, над которым работали студенты, преподаватели и инженеры SAIL. —амые разнообразные модули системы - распознавани€, картографии, планировани€ и управлени€, позвол€ют назвать Junior машиной с возможностью самообучени€ и дальнейшего совершенствовани€ "навыков", необходимых дл€ самосто€тельного "осмыслени€" и прин€ти€ решений в самых разных ситуаци€х.

Stanford  Junior. Intel

¬ заключение рассказа Ц краткие спецификации автомобил€-робота Junior.

 онструкци€

  • Ўасси: Volkswagen Passat, модель 2006 года
  • ƒвигатель: 4-цилиндровый турбо-дизель
  • “рансмисси€: 6-скоростна€ коробка передач
  • ќбъЄм двигател€: 1968 сс
  • –асход топлива: город Ц 9,2 л на 100 км, шоссе Ц 5,5 л на 100 км; комбинированный Ц 6,8 л на 100 км
  • ћощность: 140 л.с. (103 к¬т) при 4000 об/мин
  • ћаксимальна€ скорость: 203 км/ч, разгон c 0 до 100 км/ч за 10,1 с

—енсоры - многоступенчата€ система датчиков в сочетании с интеллектуальным ѕќ, позвол€ющие автомобилю Junior определ€ть местоположение и оценивать окружающую обстановку в дневных и ночных услови€х, даже в неблагопри€тных услови€х дл€ работы системы GPS.

ѕозиционирование и ориентаци€ - лазерна€ система реального времени Applanix POS LV 420, интегрированна€ с несколькими 2-частотными GPS-приЄмниками, модулем инерционной навигации, одометрическим оборудованием с датчиками на колЄсах, спутниковым сервисом Omnistar Virtual Base Station. “очность определени€ местонахождени€ Ц около 50 см, или 1/50 градуса.

”становление местонахождени€ - р€д активных real-time сенсоров: лидар SICK, расположенный по обеим сторонам автомобил€, лидар RIEGL LMS-Q120, расположенный спереди. “очность позиционировани€ Ц до 5 см.

—истема распознавани€ (перцепции) - лидар Velodyne HD, сканирование в круговой плоскости со скоростью 15 раз в секунду, сочетание 64 отдельных лазеров с миллионами 3D контрольных точек в радиусе 65 м. ƒополнительные лидары Ц два IBEO ALASCA XT спереди машины и два SICK LD-LRS сзади, позвол€ют оценивать обстановку на рассто€нии до 200 м.

јппаратна€ платформа - стоечные серверные системы, оснащЄнные новейшими двух- и четырЄхъ€дерными процессорами Intel Core2 Duo и Intel Core2 Quad, опрашивающие данные всех сенсоров Junior с частотой 200 раз в секунду и обрабатывающие все задани€ программной части искусственного интеллекта автомобил€.  стати, инженеры Intel также прин€ли активное участие в написании р€да модулей программного обеспечени€ Junior.

Stanford  Junior. Intel

ѕослесловие. „уток грустное

Ёто был мой первый Intel Developer Forum в —ан-‘ранциско, и, честно говор€, € переполнен количеством информации, свалившейс€ на мою голову всего лишь за три дн€. –ассказ об автомобиле-роботе Junior Ц это только мала€ толика из всех событий ‘орума, лишь слегка "профильна€", а сколько там довелось увидеть действительно необычного и революционного в плане компьютерных идей! Ќадеюсь, в ближайшее врем€ у мен€ всЄ же хватит сил и времени рассказать вам о самом интересном.

ƒругое дело Ц автомобили. —кажу честно Ц € их недолюбливаю, особенно те, которые быстро езд€т и, соответственно, много дав€т, плюс, адски вон€ют выхлопами. ѕо-другому это называетс€ "терпеть необходимое зло", потому что на моЄм любимом велосипеде да с такой профессией далеко не уедешь, не те времена.

ƒа речь не об этом. —обственно, это к тому, что интересуюсь автомобильной тематикой лишь в той мере, в которой она касаетс€ моей работы, но отнюдь не в свободное врем€. », надо же, буквально за сутки до написани€ этой статьи мне на глаза попалс€ научно-попул€рный журнал, в котором очень увлекательно была описана истори€ гоночных автомобилей ’јƒ» Ц это, кто помнит, болиды, разрабатывавшиес€ в советские времена в стенах ’арьковского автомобильно-дорожного института. Ќадеюсь, вы понимаете, насколько должна была быть интересной заметка, чтобы еЄ до конца прочЄл человек, совершенно не интересующийс€ автомобил€ми.

Ёто никакой не "ро€ль в кустах", € действительно давеча прочЄл всЄ до конца иЕ расстроилс€. я и не знал, что последний из этих болидов, ’јƒ»-9, даже не добралс€ до скоростных замеров по причинеЕ полного отсутстви€ подход€щих трасс и совершенного отсутстви€ интереса в —оветском —оюзе к таким проектам.

¬от. ƒописав до конца материал про предсто€щие гонки DARPA Urban Challenge 2007 и характеристики автомобильного робота Junior, € вдруг вспомнил про судьбу ’јƒ»-9. —в€зи, конечно, почти никакой, но действительно стало интересно, делаетс€ ли что-то интересное в этом плане на просторах —Ќ√ в наше врем€? “юнинг, бортовые компьютеры, аудио/видео системы, всевозможные картинги и "‘ормулы" Ц это пон€тно. Ќо делаетс€ ли что-нибудь уникальное, способное удивить рекордами весь мир? Ёто у мен€ лыжи не едут, потому что не в курсе темы, или действительно всЄ так плохо? Ѕыло бы замечательно, если бы € ошибалс€ по незнанию!

» всЄ же, про автомобили-роботы, думаю, спрашивать бесполезно. “ак что буду ждать предсто€щий полуфинал и финал гонок DARPA Urban Challenge 2007. » теперь точно знаю, за кого буду болеть!


ѕри написании статьи, кроме собственных фотоснимков, использовались информаци€ и фото следующих источников:

  • www.darpa.mil
  • cs.stanford.edu
  • www.stanfordracing.org
  • www.intel.com

Stanford  Junior



 лючевые слова:
DARPA
Junior Challenge
Urban
Intel
Racing
Stanley
Volkswagen
Stanford
автомобили
гонки
машины
навигаци€
система лидар
роботов
 алифорни€
IDF
»скусственный интеллект
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

»скусственный интеллект


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.