РОБОТИЗИРОВАННАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ УБОРКИ СНЕГА

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлена модификация снегоуборщика. Рассмотрен вариант создания робота, который будет способен регулировать режим уборки при различных погодных условиях, выбирать временной режим для оптимальной чистки, контролировать результаты проделанной работы.

Ключевые слова: снегоуборщик, компьютерное зрение, оптимизация, автоматизация.

В России, где длительность зимнего периода может достигать 7-8 месяцев в году, выпадение осадков в виде снега представляет большую проблему, особенно для пешеходов, ведь осадки не только мешают передвижению, но и могут быть причиной травм. На это накладывается нерегулярность своевременной работы служб по уборке. В связи с этим предложено создать платформу по уборке снега, взяв за основу существующий образец техники для уборки.

Комплекс для уборки снега состоит из непосредственно робота-снегоуборщика и вспомогательного компьютера. Предусмотрено два режима: автономный и операторный [1, с. 319]. Режим выбирается в зависимости от выбранной задачи. К примеру, если объект просто и легко удаляется, то следует выбирать автономный режим, при котором робот самостоятельно выполнит

ряд необходимых функций. Если же задача трудновыполнима и проезд модели вызывает сложности для самостоятельного выполнения задачи, то необходимо выбрать операторный способ управления роботом. При этом режиме управление роботом происходит удаленно со вспомогательного компьютера, содержащего специальное программное обеспечение. К тому же, управление оператором ведется при первом проезде по маршруту на новой территории для составления карты местности и построения маршрута.

Автономный режим работы робота-снегоуборщика автору видится следующим:

1) С камер видеонаблюдения берутся данные для определения периодов с минимальным человеческим потоком на территории, подлежащей чистке – так как камеры установлены неподвижно, будет нетрудно, прибегнув к помощи компьютерного зрения, определить периоды с минимальным числом подвижных объектов в кадре.

2) Накопив и обработав статистическую информацию о наполненности улиц для каждого дня недели, вспомогательный компьютер сопоставляет периоды с минимальным человеческим потоком с периодами светового дня, это необходимо для обеспечения безопасности пешеходов, наилучших условий видимости, а так же обеспечения сохранности оборудования от вандалов.

3) Следующим этапом является изучение и оценка условий внешней среды. Пройдя тестовую длину, робот оценивает потраченные ресурсы, и оценивая результат, решает поменять скорость движения:

• если участок чист, значит снег рыхлый, следует увеличить скорость передвижения;
• если на участке остался снег, значит снег плотный, скорость передвижения следует увеличить.

4) Выбрав режим скорости, робот отправляется на выполнение задачи по маршруту, оценивая результат в реальном времени с помощью камер, установленных в хвостовой части. Если уровень чистоты за роботом недостаточен, платформа следует по маршруту в обратном направлении, до точки, с которой необходима повторная чистка.

5) Окончив уборку, робот возвращается в камеру хранения, где можно проводить техническое обслуживание робота.

За основу взят снегоуборщик Honda HSS655ET, т.к. при ширине рабочей зоны 55 см, он имеет гусеничный привод, который позволяет снегоуборщику передвигаться без пробуксовок и снижения скорости.[2] Мощность двигателя достигает 6 л.с., что достаточно для такой ширины. Имеются две передние и одна задняя скорости. Важно так же наличие генератора, который мог бы использоваться для питания компьютерного оборудования. В качестве бортового компьютера предлагается использовать NVIDIA Jetson Nano, в силу своей компактности и мощности.[3] Ориентирование робота в пространстве будет осуществляться при помощи LIDAR. Оценка чистоты будет происходить с помощью данных, полученных с видеокамер, установленных в задней части платформы.

Рисунок 1. Снегоуборщик Honda HSS655ET

Для обработки данных будет использоваться «OpenCV» - библиотека алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения с открытым кодом. Связь со вспомогательным компьютером и дистанционное управление будет осуществляться в режиме онлайн по мобильной сети или по Wi-Fi.

Рассмотренная модернизация позволит  проводить уборки снега регулярно, там самым обеспечивая безопасность и комфорт пеших перемещений и снизит нагрузку на службы по уборке города.

Список литературы:

1. Концепция развития робототехники / Е. В. Поезжаева // Концепция развития робототехники: учебное пособие. / М-во образования и науки Рос. Федерации, Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2018. - 439 с. Утв. РИС ун-та в качестве учеб. пособия.
2. Обзор гусеничных снегоуборщиков [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://market.yandex.ru/journal/blog/91610-Obzor-gusenichnih-snegouborschikov-Luchshie-dlja-raboti-v-slozhnih-uslovijah?clid=703 (Дата обращения: 22.11.2019)
3. NVIDIA Jetson Nano: тесты и первые впечатления [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://habr.com/ru/post/460723/  (Дата обращения: 22.11.2019)