navigacija Archives - Automatika.rs

LIDAR sistemi kod autonomnih vozila

Marko Nikolić — Tue, 12 Sep 2017 00:00:29 +0000

Kao jedan od važnijih faktora u konceptu autonomnih vozila LIDAR sistem je od bitne važnosti za samo pozicioniranje vozila i sredine u kojoj se vozilo kreće, odnosno za interakciju između samog vozila i svih objekata u njegovom okruženju. Da bi smo koncept LIDAR sistema i samih LIDAR senzora shvatili kao jedan od bitnijih faktora u autonomnim vozilima, morali bi prvo da razumemo i njihovu pozadinu, odnosno sistem ili bolje rečeno diciplinu sistema koji se zasnivaju na prikupljenim podacima.

LiDAR, ili 3D laser skeniranje, je osmišljen još davnih 1960-ih za otkrivanje podmornica iz aviona, a rani modeli su uspešno korišćeni početkom 1970-ih u SAD, Kanadi i Australiji. Tokom proteklih desetak godina došlo je do značajnijeg pomaka u u potrebi LIDAR senzora. Ovo je praćeno povećanjem svesti i razumevanjem o LIDAR sistemima u industrijama koje nisu isključivo povazane i gde je usvojena primena istih.

Terenski LIDAR sistem

Terenski LIDAR sistemi su veoma slični LIDAR sistemima koji se korsite na letelicama, većina LIDAR sistema je napravljena od LIDAR senzora, GPS resivera, interne merne jedinice ”inertial measurement unit” (IMU), ugrađenog računara i uređaja za čuvanje podataka. Jedina razlika između LIDAR sistema koji se koriste na zemlji i u vazduhu jeste da IMU nije potrebno za tzv. terenski LIDAR sistem koji je uglavnom montiran na stativ na kom LIDAR sensor rotira svih 360 stepeni. Pulsirajući laserski zrak se reflektuje od objekata, kao što su prednje strane zgrada koje se nalaze na pravcu kretanju laserskog zraka, bandera, vegetacije, drugih vozila, i naravno ljudi i životinja. Povratni impulsi se snimaju, a rastojanje između senzora i predmeta se obračunava. Prikupljeni podaci su u ”point cloud” formatu, što je trodimenzionalni niz tačaka, od kojih svaka ima x, y i z pozicije u odnosu na izabrani koordinatni sistem.

Kako radi LIDAR sistem?

Princip LIDAR sistema je zaista vrlo jednostavan. Merenje vremena koje je potrebno da svetlost dođe do površine i vrati se nazad do izvora. Primer: kada upalite baklju površinu koju zaparavo vidite je svetlost od baklje koja se reflektuje preko te površine i projektuje na vašu mrežanjaču. Svetlost putuje veoma brzo 300.000 kilometara u sekundi, tako da pretvaranje svetlosti deluje da je trenutno. Naravno, to nije! Oprema potrebna za merenje mora da radi izuzetno brzo. Tek sa napredkom modernih kompjuterskih tehnologija to je postalo moguće.

Stvarna računica za merenje koliko daleko je povratni svetlosni foton putovao do i od objekta je prilično jednostavna.

LIDAR instrument ispaljuje automatske brze impulse laserske svetlosti na površinu i do 150.000 impulsa u sekundi, senzor na instrumentu meri količinu vremena koja je potrebna da se svaki impuls odbije nazad. Svetlost se kreće konstantnom brzinom tako da LIDAR instrument može da izračuna distancu između sebe i cilja sa viskom preciznošću. Ponavljanjem toga postupka izuzetno velikom brzinom instrument pravi složenu mapu površine koju je izmerio.

Generalno, postoje dva tipa LIDAR metoda detekcije. ”Direct energy” detekcija, takođe poznata kao nepovezana, i koherentna detekcija. Koherentni sistemi su najbolji za “Doppler” ili fazno osetljiva merenja i generalno koriste optičko heterodinu detekciju. To im omogućava da rade sa mnogo manje snage, ali ima veće troškove zbog zahteva za mnogo kompleksnijim primopredajnicima. U oba tipa LiDAR sistema postoje dva glavna modela pulsa: mikropuls i visoko-energentni sistemi. Mikropulsni sistemi su se razvili kao rezultat moćnijih računara sa većim računarskim mogućnostima. Ovi laseri su slabije snage i klasifikovani kao “eye-safe” omogućavajući im da se koriste sa manjim merama bezbednosti. “High energy” sistemi ili visoko energentni sistemi se najčešće koriste za atmosfersko istraživanje gde se često koriste za merenje različitih atmosferskih parametara kao što su visina, gustina oblaka, temperatura, pritisak, vetar, vlaga i tragove koncentracije nekog gasa.

Koje su komponente LIDAR sistema?

Većina LiDAR koriste četiri glavne komponente:

Laseri

Laseri su kategorizovani prema njihovoj talasnoj dužini. Laser opsega od 600-1000 nm se češće koriste za ne naučne svrhe, jer oni mogu biti usmereni i lako apsorbujući za ljudsko oko, ali maksimalna snaga se mora ograničiti da budu tzv. ”eye-safe” bezbedni za oči. Laser sa talasnom dužinom od 1550 nm su uobičajena alternativa pošto nisu u fokusu oka i takođe su ”eye-safe” na mnogo višim nivoima snage. Ove talasne dužine se korsite za veće dometa i u svrhe manje tačnosti. Još jedna prednost 1550 nm talasanih dužina je da se ne vide pod takozvanim noćnim pogledom (night-vision) i stoga je pogodan za vojne namene.

Skeneri i optike

Brzina kojom slike mogu da se razviju je uslovljeno brzinom kojom one mogu da se skeniraju u sistem. Različite vrste metoda skeniranja su dostupne za različite namene. Njihova vrsta optike određuje koja rezolucija i opseg može biti detektovan od strane sistema.

Foto-detektori i elektronski prijemnici

Foto detektor je uređaj koji čita i beleži signal koji je vraćen ka sistemu. Postoje dve glavne vrste foto detektor tehnologija, ”solid state” detektori i foto multiplikatori.

Navigacija i sistemi pozicioniranja

Kada se LIDAR senzor postavi na mobilnu platformu kao što su sateliti, avioni ili automobili, neophodno je da se odredi i njihova apsolutna pozicija i orijentacija senzora da bi se dobili upotrebljivi i tačni podaci podaci. Global Positioning Systems – GPS obezbeđuje preciznu geografsku informaciju na osnovu pozicije senzora i Inertia Measurement Unit (IMU) beleži preciznu orijentaciju senzora na toj lokaciji. Ova dva uređaja obezbeđuju metod za prevod podataka senzora u statičke tačke za upotrebu u različitim sistemima.

LIDAR je postao sve više populara kao sistem za navođenje autonomnih vozila. Brzina i tačnost skenera znači da se podaci mogu preneti u sistem da se obrade i vrate više ili manje u realnom vremenu. Ovo omogućava uređaju koje kontroliše vozilo da prepozna prepreke i da ažurira svoju rutu u veoma maloj količini vremena.

LIDAR je već našao i primenu u komercijalnim vozilima kroz razne vidove tehnologija i asistencija vozačima tokom vožnje.

LIDAR se koristi za kreiranje Adaptive Cruise Control (ACC) sistema za komercijalne automobile. Siemens i Hella koriste LIDAR uređaj postavljen na prednjem delu vozila da nadgledaju razdaljinu između vozila i bilo kog drugog vozila ispred njega. Često, laseri su postavljeni na branik vozila. U slučaju da vozilo ispred usporava ili je preblizu, ACC primenjuje kočnicu da bi usporio ili zaustavio vozilo. Kada je put ispred čist, ACC omogućava vozilu da ubrza do brzine koju je postavio vozač.

LIDAR je takođe prisutan u sistemu Pre-Scan gde laseri skeniraju površinu puta nekoliko stotina puta u sekundi. Zatim se ova informacija prosleđuje putnom računaru u vozilu i procesuira u frakciji od sekunde koje prilagođava pojedinačno vešanja na svakom točku. Cilj ove tehnologije je da se obezbedi besprekorni i najsigurniji mogući prevoz umanjujući reakcije točka i gume na nedostacima na površini asfalta ili da upozori o preprekama ili tzv. udranim rupama.

Dalja objašnjenja pojmova korišćenjih u ovom tekstu možete pronaći u sledećim materijalima: Početak i primena robotizovanih vozila u saobraćaju.

The post LIDAR sistemi kod autonomnih vozila appeared first on Automatika.rs.

Kompanija Toyota počinje da koristi rivalski softver za svoja autonomna vozila

Marko Nikolić — Mon, 03 Jul 2017 00:00:44 +0000

Automotive Grade Linux ( AGL ) je zajednički projekat, kreiran od strane preko 100 kompanija koje se bave razvojem tehnologije i automobilskom industrijom. Neki od najvećih i najpoznatijih su svakako Toyota, Ford , Honda , Mazda , Mercedes-Benz, Nissan, Suzuki i Subaru.

AGL je baziran na QNX tehnologiji, čiji je BlackBerry glavni dobavljač. BlackBerry je preneo vest koju je objavila kompanija Toyota, o tome kako će usvojiti konkurentski softver za svoje buduće konzole za vozila, i da će biti više usredsređeni na tržište za autonomne tehnologije vožnje. Ovo znači da kompanija Toyota Motor polako okreće leđa ovom velikom projektu.

Toyota će početi da koristi sopstveni open – source softver za Entune 3.0 konzole za svoja Camry Sedan vozila, koja će početi sa proizvodnjom sledeće godine.

Glavni direktor kompanije BlackBerry, Marty Beard, izjavio je da je očekivao od AGL-a, kao i Linuxa i Androida da će zauzeti veći deo na automobilskom tržštu kada je takozvani ”infotaiment” u pitanju, gde je BlackBerry-jev QNX dominantan.

QNX je vodeći dobavljač kada je u pitanju softver za konzole koji omogućava reprodukciju video zapisa, navigacioni sistem, handsfree i internet usluge u vozilima. QNX nije glavna platforma kompanije Entune, ali zaista pruža mnogo mogućnosti i odlično se plasirao na tržištu.

Toyota je bila prvi veliki proizvođač automobila koja je usvojila AGL, koji je kreiran kako bi razvio standardizovani softver otvorenog koda za automobilsku industriju.

Sada dolazi do pronema na trzištu i sve većim interesovanjem za autonomna vozila, tako da će i budućnost AGL projekta biti sve neizvesnije, jer je i QNX objavio početak rade sa kompanjom Ford na razvoju automatizovanih vozila, a njihovi rukovodioci kažu da su u naprednim pregovorima sa nekoliko drugih svetskih proizvođača automobila o sličnim partnerstvima.

The post Kompanija Toyota počinje da koristi rivalski softver za svoja autonomna vozila appeared first on Automatika.rs.

Audi najavljuje autonomno vozilo za 2021.godinu

Marko Nikolić — Fri, 16 Jun 2017 00:00:04 +0000

Iz kompanije Audi je stiglo obećanje da će se potruditi da: prvi, pravi, autonomni automobil pojaviti 2021. godine! Autonomni automobil iz Audija, prema informacijama, biće pravi mali gradski automobil koji će se proizvoditi u ograničenim serijama i uglavnom služiće za testiranja, dok će prodaja biti planirana za kasnije.

Kako tvrde “insajderi”, novi model ličiće na “urban koncept”, predstavljen na Sajmu u Frankfurtu, davne 2011.godine.

Iz Audija još najavljuju da će sredinom 2017.godine biti prikazana promocija restilizovanog modela “A8” koji će biti sposoban za “nivo 3” autonomne vožnje, što znači da će u određenim situacijama automobil biti sposoban da samostalno vozi putem, a da vozač tom prilikom ne mora da drži ruke na volanu ili pogled na put ispred.

Autonomni automobil za 2021.godinu biće sposoban za “nivo 4” – uz pomenute mogućnosti, ovo vozilo biće u stanju da se samostalno zaustavi, ako vozač to ne učini. Glavni cilj je, međutim “nivo 5” – razvoj automobila kojima vozač nije potreban.

The post Audi najavljuje autonomno vozilo za 2021.godinu appeared first on Automatika.rs.

Google i Hyundai ulaze u partnerstvo

Marko Nikolić — Sat, 18 Feb 2017 13:20:09 +0000

Da južnokorejski proizvođač automobila, Hyundai, planira da ostvari partnerstvo sa intertnet kompanijom Google, u neku ruku je najavio predsednik kompanije Hyundai Motor, Đeong Đin Haeng i to pred pripadnicima sedme sile da ove dve kompanije ”imaju zajedinčke oblasti interesovanja koje bi za rezultat mogle da imaju saradnju”.

Ono što se nameće kao logičan zaključak je, naravno, dalji razvoj pa i proizvodnja autonomnih automobila, a to je i možda oblast gde Hyundai kasni u odnosu na druge proizvođače u automobilskoj industriji. Međutim, Google je već testirao veliki broj malih, autonomnih prototipova, i najavio da planira partnerstvo sa FCA.

Međutim, direktor sektora za autonomna vozila, John Krafcik, je izjavio da uprkos dogovoru sa FCA, Google razmatra saradnju sa i drugim proizvođačima automobila. Krafcik je inače bio šef Hyundai Motor Amerika, tako da njegove poslednje izjave i nisu iznenađenje.

Takođe Google i Hyundai mogu vršiti i pregovore oko digitačnih tehnologija. Južnokorejski proizvođač je lider u integrisanju Androida u informacione i zabavne sisteme, a trenutno razvija posebnu verziju, Android Auto, za nove Hyundai modele.

The post Google i Hyundai ulaze u partnerstvo appeared first on Automatika.rs.

Panel kompjuter za navigaciju brodova

Aleksandar Arsić — Sun, 25 May 2014 22:00:00 +0000

Kompanija „Moxa“ predstavila je tržištu 24“ LCD panel kompjuter osetljiv na dodir projektovan specijalno za navigaciju brodova sa termotehnikom koja omogućava računaru da izdrži ekstremne toplote uobičajene u takvim okruženjima.

Ovaj panel je opremljen Intel Ivy Bridge Celeron CPU procesorom, 4GB memorijom i odgovarajuóm grafikom. Ekran monitora je sertifikovan po odgovarajućem standardu ECDIS IEC 61174 za upotrebu u ovakvim uslovima.

LCD može biti konfigurisan kao ful HD sa rezolucijom 1920×1080 piksela, sa mogućnošću punog opsega zamagljivanja, prikazuje „žive“ i tačne boje čak i na jakom suncu, veliki ugao gledanja i PCT multi-touch funkcije.

Sprečavanje padova i kvarova računara na moru zahteva namenski projektovanu opremu za morske sredine i uslove. Iako ne koristi ventilatore MPC-2240 ima termičku zaštitu koja ga štiti od ekstremnih temperatura i stalnoj izloženosti sunčevim zracima. Kvalitetno kućište izrađeno u IP54 zaštiti štiti uređaj od vlage, prašine i drugih ekoloških opasnosti. Sve ove zaštite su u skladu sa standardima propisanim za ovakve uslove rada, uključujući IEC 60945, DNV i IACS E10.

The post Panel kompjuter za navigaciju brodova appeared first on Automatika.rs.

AcquatiCo – sistem koji će Vam dočarati okeanske dubine

Milica Đekić — Sun, 09 Dec 2012 23:00:00 +0000

Eduardo Labarca želi da Vam dočara okean, ali ne kroz upečatljive slike visoke rezolucije kao što to čini planeta Zemlja, već kroz impresivno iskustvo u kojem Vi zapravo možete da vršite navigaciju ka koralima, jurite ribu ili potpuno samostalno istražujete brodolom. Upravo zbog toga je Labarca kreirao AcquatiCo, platformu za istraživanje okenana zasnovanu na web tehnologijama.

Kickstarter kampanja je bila lansirana od samog početka. Ukoliko bude bila uspešna, to će biti prvi korak u ostavrenju cilja kompanije da se ljudim da pristup bez presedana okeanskim dragocenostima samo koristeći njihove računare, tablete ili pametne telefone. U razgovoru sa diplomcem Singularity Univerziteta, postavljena su mu razna pitanja o AcquatiCo sistemu i njegovoj viziji da “demokratizuje okean”. Ali prvo, treba opisati impresivni video iz AcquatiCo-a. Radi se o podvodnoj impresiji koja će biti poslata iz same flote robotskih podmornica koje korisnik može da kontroliše. One se spuštaju do dubine od 122 m i njihovo svetlo dopušta korisniku da vidi najtamnije uglove same dubine. Solarno napajane podmornice će biti povezane sa bovom pomoću središta optičih vlakana. U bovama će biti smešteno sve što je podmornici potrebno za navigaciju u podvodnom svetu: napajanje za podmornicu, računarske mogućnosti, GPS i komunikacioni sistem vojnog ranga koji će da odašilje video visoke rezolucije ka serveru. Komunikacioni zahtevi između bove i servera trenutno ograničavaju rastojanje između podmornica na oko 8 km od obale. Ali, sa 4G tehnologijom, Labarca očekuje da opseg poraste i to u skorijoj budućnosti.

Međutim, AcquatiCo nije samo radosna vožnja. On svakako ima mnogo dublju i značajniju namenu. “Čuvanje okeana je naša vizija,” kaže Labarca. “To je naše ‘Zašto.’ Okean je ključni faktor po pitanju ravnoteže ekološkog sistema planete Zemlje. To je mesto gde je većina kiseonika proizvedena, gde se voda stabilizuje. Ali, kako [Jaques] Cousteau reče, ljudi će zaštiti ono što vole. Ukoliko nisu blizu tome, neće se osećati uključenim u sve to.” Međutim, Labarca želi da ide iznad dokumentaraca Cousteau-a. Dopuštajući ljudima da sami vrše navigaciju kroz okean, on smatra mnogo moćnijim načinom da uključi ljude u probleme okeana. Dok budu to radili, to će da menja njihove stavove i navike. “Zahvaljujući radu Cousteau-a, učili smo o okeanu i počeli da brinemo o njemu. Mnoge fondacije su počele da rade na tome da zaštite okean. Ali, ako većina javnosti nije uključena, uticaj će ostati vrlo nizak. Trenutno su za okean zainteresovani jedino istraživači čija je to specijalnost. Ja verujem da su nama potrebni svi. Mi trebamo to da učinimo problemom koji dostiže intersovanje masovnih razmera.”

AcquatiCo Kickstarter kampanje su dostigle $135.000 za izgradnju i lansiranje njihove prve podmornice. Trenutni model podmornice je relativno jeftin za izgradnju, kaže Labarca, ali najviše novca ide na razvoj efikasnog komunikacionog sistema koji povezuje bovu i obalsku stanicu. Problem sa AcquatiCo platformom nije samo upravljanje podmornicama pomoću tableta ili pametnih telefona, već omogućavanje milionima korisnika da to čine. Platforma koja će omogućiti sve to se zasniva na vojnoj tehnologiji i uveliko je u razvoju.

Drugi problem je latentnost, količina vremena koja prođe dok informacija ne doputuje od podmornice do korisničkog računara i nazad. Istraživači kažu da su uspeli da minimizuju zastoj, ali i dalje nastavljaju da rade na novom interfejsu, što će još više da umanji kašnjenje. Oni su takođe fokusirani na poboljšavanje tehnologije na kopnu sa ciljem poboljšanja podvodnog iskustva. “Mi želimo potpun doživljaj, mi zaista želimo da dočaramo kako je to biti u vodi. Eksperimentisali smo sa nekoliko 3D metoda i iz toga proizilazi osećaj da ste zaista u okeanu. Te tehnologije će imati muziku ili zvukove iz okeana.” Baš kao što roveri na Marsu omogućavaju ljudima da posete drugu planetu, AcquatiCo robotska mreža bi trebala da nam premosti okeanske dubine. Ljudi u AcquatiCo mreži će osnovati zajednicu u kojoj ljudi mogu da dele svoja iskustva, slike i filmove, kao i svoj entuzijazam za okean.

Ova zajednica će biti u samom srcu Labarca-vog cilja da širi poštovanje i pažnju o podvodnom svetu na širu populaciju. AcquatiCo projekat ima impresivne zaposlene koji pomažu da ova vizija zaživi. Njihova dva stručnjaka za ronjenje su Randy Berthold i Fernando Olivares Chiang. Berthold ima preko 30 godina iskustva sa ronjenjem i službenik je za bezbednost ronjenja u NASA-i od 2003. godine. Chiang, ekspert za podvodnu fotografiju, je ranije dobio najviše priznanje od World Underwater Federation. Chiang-ovo iskusno oko će pomoći da AcquatiCo što bolje “vidi”. Njih takođe savetuje Kanna Rajan, istraživač iz oblasti veštačke inteligencije i autonomnosti sa Monterey Bay Aquarium Research Institute, i bivši astronaut Dan Barry, veteran tri svemirska leta i četiri šetnje u svemiru.

Sve do sada, lokacija prvog lansiranja podmornice u martu, 2013. godine nije odlučena. U igri su tri moguće lokacije: Aruba, Monterey Bay i Robinson Crusoe Island u Južnom Pacifiku. Za početak, mali priručni beta testeri po imenu ‘oneanauti,’ će voditi sistem kroz ronjenje. U budućnosti će različiti paketi biti dostupni za AcquatiCo korisnike. Osnovni paket je besplatan i omogućiće ljudima da prate misiju. Mogućnost snimanja misije i učlanjenja u zajednicu će takođe biti besplatno. Komandovanje misijom će biti najvredniji i najskuplji paket. Vrlo je šokantna činjenica da, prema Labarca-ovim rečima 99 % ljudi nikada nije dotaklo okeansku vodu. To ima smisla, kaže on, jer vrlo mali broj ljudi živi u blitini obalnih voda. Labarca je takođe razmatrao ideju virtuelnog akvarijuma, ali je ona po njemu slaba, mada bi mogla da bude interesantna za ljude iz nerzvijenih oblasi koji nikada nisu videli ni pravi akvarijum.

Cena virtuelnog akvarijuma bi trebala da bude mnogo manja od cene pravog akvarijuma, što bi ga činilo jeftinim i pristupačnim za siromašne oblasti. Ljudi koji žive na selima u kopnenom delu Kine, na primer, bi mogli da dođu da vide video uživo iz podmornica i podvodni svet po prvi put u svom životu. Kada razmišljamo o daljinskim senzorima i roverima, mi normalno mislimo na planete. Ali, Labarca i AcquatiCo se pitaju, ako milioni ljudi prate rovere sa Marsa online, zašto istim tim ljudima ne pokazati i prelepi podvodni svet okeana i dozvoliti im da ga istraže sami?

The post AcquatiCo – sistem koji će Vam dočarati okeanske dubine appeared first on Automatika.rs.