EuRoC

V lete 2014 sme slogoa pod názvom First ROS Team of Kosice zapojili do súťaže European Robotics Challenges . Ide o súťaž na celoeurópskej úrovni financovanej zo siedmeho rámcového programu (FP7) s rozpočtom viac ako 7M€. Hlavným cieľom je podporiť  vývoj v oblasti robotiky a konkurencieschopnosť európskeho priemyslu, pričom do tohto procesu zapojiť širokú odbornú verejnosť. Do súťaže sa celkovo prihlásilo 110 tímov z celej Európy, vrátane špičkových tímov ako ETH Zurich alebo RPG .

Na rozdiel od bežných európskych výskumných projektov, v tomto prípade sa na začiatku nepodávali vypracované projekty na schválenie pre EK ale namiesto toho bolo potrebné prejsť náročnou kvalifikáciou zameranou na overenie teoretických a programátorských schopností daného tímu. Súťažilo sa v troch rôznych challengoch pričom účastník si vopred vybral do ktorého sa zapojí.

euroc_map_FINAL

Challenges:

  1. Reconfigurable Interactive Manufacturing Cell (RIMC)
  2. Shop Floor Logistics and Manipulation (SFLM)
  3. Plant Servicing and Inspection(PSI)

euroc_c3Pod názvom First ROS Team of Kosice sme sa spolu s 33 ďalšími tímami zapojili do Challengu 3, ktorý  je zameraný na vývoj bezpilotných hexakoptérov s cieľom dosiahnuť úroveň aplikovateľnosti týchto prostriedkov na plnenie autonómnych servisných úloh v neznámych prostrediach.

Inak povedané cieľom je vývoj hexacoptéra ktorý bude schopný samostatne lietať vo výrobnej hale, monitorovať rôzne procesy výroby a poskytovať tieto údaje operátorovi prípadne riadiacemu systému prevadzky. Ide o mimoriadne náročnú úlohu, keďže je potrebné skombinovať komplikovaný senzorický systém s riadením hexacoptéra, pričom pre potreby autonómneho letu je zároveň nutné riešiť vizuálnu odometriu, tvorbu máp a plánovanie trajektórií s dôrazom na vyhýbanie sa prekážkam v okolitom prostredí.

Kvalifikácia

Organizátori vymysleli prepracovanú kvalifikáciu, ktorej cieľom bolo vyfiltrovať zo všetkých účastníkov šikovnejšie tímy.

Vo všetkých troch Challengoch bola kvalifikácia založená na systéme ROS, účastníci si stiahli Virtuálne počítače s predinštalovaným Ubuntu na ktorých boli pripravené dáta na spracovanie. Challenge 3 sa delil na 4 úlohy (Tasky), prvé dve boli zamerané na spracovanie dát a druhé dve na autonómne riadenie bezpilotných prostriedkov v simulačnom prostredí Gazebo. Úlohy a dáta boli teda pre všetkých účastníkov rovnaké pričom organizátori mali pripravený automatický vyhodnocovací systém, ktorý porovnával riešenia s tzv. „ground truth“ a podľa tabuľky prideľoval jednotlivým tímom body.

Task 1: Hexacoptér bol pilotovaný v reálnej fabrike, zaznamenávali sa údaje z gyroskopu, akcelerometra a zároveň obraz zo stereo kamery. Vašou úlohou bolo na základe týchto dát určiť polohu a orientáciu hexacoptéra voči štartovaciemu bodu, pričom sa hodnotil výpočtový čas ako aj presnost odometrie.

Task 2: Podobne ako v prvom prípade bol hexacoptér pilotovaný a zaznamenávali sa údaje z gyroskopu, akcelerometra, stereo kamery, a navyše bol k dispozícii údaj o aktuálnej polohe hexacoptéra voči referenčnému systému. Úlohou bolo vytvoriť mapu okolitého prostredia. Hodnotila sa presnosť riešenia a čas potrebný na spracovanie octomapy.

Task 3: Úlohou riadiť ťah a RPY hexacoptéra v simulačnom prostredí Gazebo tak, aby vzlietol jeden meter nad zem a udržal sa v bode [0,0,1] do dobu tridsiatich sekúnd, pričom do riadenia vstupovali poruchy v podobe bočného vetra náhodného smeru a intenzity.

Task 4: Podobne ako v prípade T3 ste riadili hexacoptér v simulácii, v tomto prípade však bolo potrebné lietať od jedného checkpointu k druhému v stanovenom čase.

Kvalifikácia prebiehala od 12.7 do 12.11.2014, počas vývoja bol k dispozícii tzv. „Intermediate Evaluation Service“ ktorý vyhodnocoval vaše priebežné výsledky a poskytoval najlepšiu spätnú väzbu o správnosti vášho riešenia. Z kvalifikácie postupuje do ďalšieho kola 15 tímov. Výsledky by mali byť známe 1.12.2014.

euroc_schedule

Use case

V prípade úspechu je ďalším krokom príprava „Use Case“ v ktorej jednotlivé tímy v spolupráci s koncovým užívateľom predstavia svoj koncept nasadenia bezpilotných MAV v praxi. Z predložených prípadových štúdií komisia vyberie 5 tímov ktoré dostanú grant na realizáciu prototypu- Stage II – Realistic Labs. Výška grantov sa v tejto fáze pohybuje okolo sumy 200k€. Do poslednej fázy projektu sa dostanú 2 najlepšie tímy a na realizáciu konkrétneho riešenia pre koncového užívateľa zísakajú grant vo výške približne 500k. Výsledky projektu EuRoC by mali byť verejne prezentované na veľtrhu Automatica 2016 v Mníchove.

Aktualizované 10.12

Na základe zverejnených výsledkov sme sa ako „First ROS Team of Kosice“ nedostali do postupujúcej 15tky v rámci Challengu 3 a celkovo sme obsadili v konkurencii 34 súťažiacich tímov 19 miesto. Aj napriek tomu EuRoC ako našu prvú skúsenosť so špičkovou európskou robotikou hodnotíme mimoriadne pozitívne, nielen z hľadiska skúseností, ktoré sme počas riešenia jednotlivých taskov nabzierali ale najmä z dôvodu potvrdenia systému ROS ako hlavnej vývojovej platformy európskej robotiky.

First ROS Team of Kosice