Autonomous Škoda Fabia

Vývoj autonómnych vozidiel je v súčasnosti mimoriadne populárnou témou, ktorej mainstreamové médiá venujú značnú pozornosť. A keďže autonómne vozidlo je vo svojej podstate robot, rozhodli sme sa intenzívnejšie venovať tejto téme aj v rámci SmartRoboticSystems. V predchádzajúcom článku o postupnom presadzovaní ROS v komerčnom prostredí sme písali o využití ROS ako nosnej platformy pri vývoji autonómnych vozidiel v automobilke BMW. Výsledky dosiahnuté tímom nemeckých vývojárov nás inšpirovali do ďalšej práce a experimentovania s mapovaciou a navigačnou technológiou vyvinutou v rámci projektu SRSBot a koncom roka 2015 sme sa začali pohrávať s myšlienkou otestovania nášho senzorického systému na reálnom vozidle. Implementovanie existujúcej technológie na Škodu Fabia prvej generácie síce zabralo 3 mesiace intenzívnej práce ale vyústilo do vzniku prvého slovenského vozidla s reálne nasadeným systémom ROS!

IMG_4181

Cieľom prvej etapy projektu je odladiť existujúci systém tak, aby bol schopný mapovať bezprostredné okolie vozidla a lokalizovať sa v rámci neho s určitou presnosťou. Tento krok je nevyhnutným predpokladom pred akýmkoľvek ďalším vývojom smerujúcim k plne autonómnemu vozidlu.

Systém sa momentálne skladá z 2 častí:

  • Strešná senzorická nadstavba + predný laserový skener
  • Výpočtová jednotka s operátorským panelom

Senzorická nadstavba disponuje všektými senzormi, ktoré boli použité aj na pôvodnom SRSbotovi čiže LIDAR, IMU jednotka, stereo kamera, ku ktorým sme pre navigačné účely pridali aj GPS modul. Nadstavba ma vlastný priemyselný počítač APC910 od B&R, ktorý interfacuje všetky senzory a bezdrôtovo, pomocou WiFi, komunikuje s výpočtovou jednotkou v interiéri. Nadstavba je napájaná vlastnou batériou čím sa značne zjednodušila kabeláž celého systému. Narozdiel od SRSbota, senzorická nadstavba pre Škodu Fábiu disponuje dvoma LIDAR-mi. Horný je určený pre meranie vzdialenosti od statických prekážok (ako sú budovy, stromy, stĺpy) a dolný LIDAR, umiestnený na prednom nárazníku, určený pre monitorovanie priestoru pred vozidlom a detekovanie dynamických prekážok v premávke.

IMG_4241

Výpočtová jednotka s operátorským panelom nachádzajúca sa na palubnej doske spolujazdca slúži pre rôzne typy vizualizácie a ovládanie systému. Za výpočtovým výkonom panela sa skrýva Intel NUC, ktorý je spolu s 22″ monitorom napájaný z palubnej 12V siete vozidla. Komunikácia so strešnou nadstavbou prebieha prostredníctvom 5.8GHz WiFi rozhrania.

Projektu autonómnej Fábie sa momentálne v SRS venujeme naplno, intenzívne odladzujeme správanie jednotlivých častí ako aj funkcionalitu celého systému a experimentujeme pri rôznych svetelnych podmienkach  a prostrediach. Skúsenosti získané po prvých týždňoch testovania vrátane prvých pokusov s MapVizom si môžete pozrieť v nasledujúcom BETA videu:


Senzorický systém je aktuálne schopný lokalizovať svoje bezprostredné okolie, zachytávať statické aj dynamické prekážky a vytvárať si mapu okolia SLAM princípom, čo mu teoreticky  umožňuje plniť úlohy typu autonómneho parkovania v podzemnej garáži a podobne. Zároveň sme si vyskúšali presnosť nášho odometrického systému vyvinutého pre SRSBota na reálnom vozidle. Ako môžete vidieť v čase od 2:55, senzorická nadstavba dokázala po počiatočnej inicializácii určovať aktuálnu polohu vozidla na reálnej mape a to bez GPS signálu, iba na základe údajov z IMU jednotky a Lidarov.  Pri experimentovaní s GPS bez GPS sme využili nový ROS tool navrhnutý špeciálne pre potreby vývoja autonómnych vozidiel v ROS komunite – MapViz.

Vývoj na projekte autonómnej Fábie pokračuje aj naďalej a v SRS sa ho budeme snažiť dotiahnuť tak ďaleko ako nám to čas a finančné prostriedky dovolia.

Ján Bačík

Touto cestou ďakujeme Kulturpark – Košice za umožnenie fotografovania v ich priestoroch.