ARBot

Autonomní mobilní robot · hobby projekt

ARBot

Z místa A na místo B — po parkových cestách, bez řidiče a bez cizí pomoci.

Vozítko, a hlavně algoritmy: zvolit si rozumnou trasu, vyhnout se kolizím a ochránit samo sebe.

10×/srozhodne, kam jet dál
2,7 msmu trvá poznat v obraze cestu
4,09 kmnejdelší jízda bez zásahu člověka
7×první místo v soutěži od roku 2009
Robot ARBot: dřevěná plošina na dvou hnaných kolech, nad ní hloubková kamera, stožár s anténami a krabice s řídicím počítačem.

Úvod

Co ARBot je a kam míří

ARBot je malý autonomní robot. Od začátku vznikal jako hobby projekt pro soutěž Robotour: postavit vozítko a hlavně vymyslet algoritmy, které mu dají aspoň tolik samostatnosti, kolik má mravenec nebo včela.

Robotour je simulace autonomního doručování: robot dojede na místo nakládky, z QR kódu si přečte, kam má náklad odvézt, a odveze ho. Tím nákladem je pětilitrový soudek piva — zadání, kterému v Česku rozumí každý.

Na Robotouru i na jednodušším Robotem rovně platí totéž: jede se po parkových cestách, na trávník se nesmí, překážkám — přirozeným i lidským — je potřeba se vyhnout a kytičkám ani divákům neublížit. A to všechno zcela autonomně, bez cizí pomoci.

Kam až to může dojít? Účast v silničním provozu. Ale k tomu je to ještě hodně, hodně daleko.

Vidění

Co robot vidí

Cesta není v obraze označená čarou — robot si ji musí najít sám, desetkrát za sekundu a přímo v počítači, který veze s sebou. Tohle jsou skutečné snímky z jeho kamer a z jeho mapy, ne ilustrace.

Pět snímků z kamery robotu a vedle nich tři varianty rozpoznání cesty: histogram barev a dvě neuronové sítě.
Kde je cesta. Vlevo snímek z kamery, vedle něj rozhodnutí tří různých metod — bílá je sjízdné, černá není. Provozní síť trefí 88 % pixelů proti ručně obtažené pravdě a rozhodne se za 2,7 ms.
Půdorys okolí robotu: šedá síť cest, fialová naplánovaná trasa, robot jako červený tvar s modrým plánem a oranžovou mrkví.
Kam jet. Půdorys z webového náhledu, který robot za jízdy vysílá do mobilu: šedě síť cest z OpenStreetMap, fialově trasa k cíli, u robotu lokální plán a bod, za kterým se právě řídí.

Výsledky

Sedm prvních míst

ARBot jezdí soutěže od roku 2009 — Robotour, Robotem rovně, RoboOrienteering a celoroční Robotour Marathon. Vyhrál v nich sedmkrát:

Kam dál

Rozcestník

Jak to funguje →

Co se robotovi odehrává v hlavě: vidění, lokalizace, plánování a řízení — vysvětlené od nuly, se schématy a snímky ze skutečných jízd.

Čím si projekt prošel →

Registr úkolů třetí verze: co se kdy ukázalo jako problém, co se s tím udělalo a co ještě čeká — měsíc po měsíci i po oblastech.

Umístění v soutěžích →

Výsledky od roku 2009 a zápisky z jednotlivých ročníků — včetně těch, kde se nevyhrálo a bylo z toho poučení.

Verze robotu →

Tři generace stroje od prvního čtyřkolového podvozku po dnešní dvoukolák, s fotkami z dílny i ze závodů.

Technické články →

Jednotlivé kusy robotu rozebrané do vzorců: model podvozku, detekce kraje vozovky, regulátor sledování dráhy — odvozené krok za krokem.

Zdrojový kód →

Celý projekt je veřejný na GitHubu, včetně vývojové dokumentace, deníku rozhodnutí a naměřených čísel ke každému tvrzení.