Использование смартфона проекта Tango от Google в мобильных роботах и БПЛА

В начале этого года Google представила свой смартфон в рамках проекта Tango. Это мобильное устройство, оснащенное датчиком расстояния, камерой с отслеживанием движения и двумя видеопроцессорами, которые позволяют телефону отслеживать свое положение в пространстве и создавать 3D-карты в режиме реального времени. Это устройство может быть особенно использовано в роботах, которые должны ориентироваться в пространстве.

Видео с презентацией проекта Tango

Вот то, что известно о проекте Tango , с точки зрения «железа»:

Прототип представляет из себя 5 дюймовый телефон, содержащий специально разработанное аппаратное и программное обеспечение, предназначенное для отслеживания полного движение устройства в 3D пространстве с одновременным созданием карты окружающего пространства. Датчики телефона позволяют ежесекундно производить более четверти миллиона измерений, обновляя информацию о своем положении и ориентации в пространстве в реальном времени, создавая из этих данных единую 3D-модель окружающего пространства.

Смартфон работает на базе Android и включает в себя API-интерфейсы разработчика, для определения положения, ориентации и получения данных о расстояниях до объектов в стандартных приложениях Android, написанных на Java, C/C++ , а также Unity Game Engine. Этот прототип, алгоритмы и интерфейсы все еще находятся в стадии активной разработки. Поэтому, эти экспериментальные устройства предназначены только для исследований и не являются пока конечным продуктом.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания под руководством профессора Vijay Kumar использовали Tango от Google в своем квадрокоптере.

Kumar говорит, что сложной проблемой для исследователей, работающих с летающими роботами является не их постройка, а разработка аппаратного и программного обеспечения, способного сделать их автономными. Многие роботы используют GPS, или, в случае полетов в помещении, используют системы позиционирования, такие как как Vicon и OptiTrack, которые дают большую точность, чем GPS, но требует установки датчиков на стенах и потолках .

Устройство, способное определить свое местоположение в пространстве без GPS или внешних датчиков, такое, как телефон Tango, открывает новые возможности для летающих роботов. Kumar говорит, что устройство от Google замечательно тем, что оно позволяет «прилепив его липучкой к роботу, сделать его автономным».

Giuseppe Loianno, PhD из группы Kumar, сделал видеозапись первых тестов устройства. В первой части видео, Loianno заставляет квадрокоптер парить в фиксированном положении, а затем толкает его, вращает, но тот быстро возвращается в исходную точку. Далее, Loianno командует дрону  перемещаться в разные части комнаты и, даже если его толкать, дрон восстанавливается и остается на запрограммированной траектории .

Kumar говорит, что при помощи телефона Tango производятся определение его местоположения и ориентации по отношению к исходной системе координат (считываемые с частотой 30 Гц), и единственный датчик, который используется на борту беспилотника для этих же целей — это гиростабилизатор (устройство с гироскопом, которое предназначено для стабилизации отдельных объектов, а также для определения их угловых отклонений). Ноутбук не используется в управлении автономым полетом; его предназначение - загрузка траектории полета в дрон и визуализация местоположения квадрокоптера в пространстве.

В настоящее время, исследователи планируют изучить точность определения местоположения при помощи устройства Tango (и сравнить его с точностью внешних систем позиционирования), но уже после первых тестов, точность оценивается в пределах сантиметра. Если это подтвердится (и если Tango удастся сделать достаточно дешевым при массовом производстве), это может открыть впечатляющие перспективы для устройства Google, которое может произвести революцию в навигации внутри помещений для мобильных роботов и беспилотных летательных аппаратов.

Источник: IEEE Spectrum

[add_ratings]