Беспилотные роверы и система управления роботами: как компания Droneshub идет к технологическому суверенитету

Компания DRONESHUB разрабатывает роверы, системы автономного управления, программное обеспечение и модули для роботизированных платформ и различной техники. Владелец и генеральный директор компании Максим Томских рассказал про беспилотные разработки, которыми гордится.

Наш флагманский продукт — бортовой управляющий комплекс. Его можно установить практически на любую технику, сделав ее беспилотной. Комплекс позволяет управлять не только движением машины, но и навесным оборудованием.

С помощью бортовых комплексов можно автоматизировать, например, роверы, электро-гольф-кары, тракторы, погрузчики и бульдозеры. Выстраивать с их помощью автономную логистику на территории предприятий. Использовать для патруля и инспекции. Все это в автономном режиме или на дистанционном управлении без ограничений по количеству машин и площади территории.

Оператор может находиться в другом городе и управлять несколькими группами машин, которые находятся в разных регионах за тысячи километров и выполняют совершенно разные задачи. Это очень полезная функция для предприятий. Например, можно выполнять работу на опасных объектах, где человеку попросту нельзя находиться. Или в отдаленном населенном пункте, где не хватает кадров, — в этом случае машиной управляет оператор из единого центра.

При запуске системы, даже в случае аварийного отключения энергии, комплекс самостоятельно отправляет запрос на сервер, запускает трансляцию с бортовых камер и передачу телеметрии, сообщает свое состояние и докладывает о готовности машины к работе:

История развития направления робототехники в DRONESHUB началась с производства автономных роверов. Это такие роботизированные автономные платформы для решения задач, связанных с патрулированием и логистикой.

Роверами заинтересовались компании нефтегазового сектора, транспортники и охранные организации. Как раз из-за возможности отправлять их на задачи вместо человека. Компании из агросектора используют роверы в животноводстве, для внесения удобрений на полях и работы в тепличных хозяйствах. Небольшой машине грузоподъемностью в 150 кг все эти задачи под силу.

Роверы можно оснащать навесным оборудованием под задачи конкретного проекта: датчиками, ptz-камерами, газоанализаторами, пирометрами. Такие запросы мы получаем в основном от компаний из энергетики, нефтянки и горнодобывающего сектора.

Когда начинали разработку автономного ровера, перепробовали все доступные контроллеры и системы управления. Ничто не удовлетворяло всем нашим требованиям. В итоге мы просто сделали свой контроллер с нуля. И уже в процессе работы поняли, что функционал у него получается значительно шире, чем мы ожидали.

Управляющие комплексы DRONESHUB можно установить на робототехнику или автономные системы — нет привязки к конкретному производителю или типу машины. Он управляет колесными и гусеничными роботами, коммунальной техникой, гольфкарами, агроботами, строительными манипуляторами, морскими роботами.

Контроллеры могут управлять всем, что установлено на технике: камерами, актуаторами, двигателями, фарами, датчиками, прожекторами, манипуляторами, очистными щетками, ковшами бульдозера. И внешней наземной инфраструктурой: ровер подъезжает к электрическим воротам цеха, дает команду, и они открываются.

Мы оценили рынок и проанализировали, что производят разные компании и с какими запросами приходят к нам. В результате сформировали наше приоритетное направление — разработка и производство универсальных управляющих комплексов практически под любые задачи заказчиков. Среди наших проектов управляющие системы для строительной и коммунальной техники Ermak Industries, электрических вездеходов BillysGarage и робототехники для коммунального хозяйства CleanSpace Robotics.

В 2022 год спрос на подобные системы в России вырос, и мы одни из первых разработчиков, которые готовы занять освободившуюся нишу.

В России много производителей техники и электротранспорта, но большинство страдает от нехватки управляющих комплексов. Своими решениями мы дополняем их продукцию, делаем ее умнее и самостоятельнее.

У нас все свое: от конструктива ровера и схемотехники до софта и алгоритмов. Визуальная навигация, управление жестами, решения по трансляции видеопотока, его обработке и так далее. Мы не зависим от внешних потоковых видеосервисов и можем все перечисленные компоненты системы менять под новые задачи.

Если говорить про всю страну, впереди огромное количество работы на долгие годы, прежде чем можно будет сказать, что мы хоть как-то «импортозаместились». Основное, на наш взгляд, что нужно делать, — разрабатывать и производить по-настоящему свое, а не менять один импорт на другой. Решения с заменой понятны и оправданны, когда необходимо очень быстро получить большие объемы техники и технологий. Но в перспективе все равно важно создавать свои независимые решения.

Это стало возможно с помощью систем слежения. Они построены на распознавании картинки с бортовой камеры: в реальном времени система анализирует видеопоток и распознает заданные жестовые команды.

Начало работы системы управления инициируется по «приветственному жесту». Например, показали двумя пальцами галочку — victory. До этого момента ровер не реагирует ни на какие жестовые команды. Но как только вы покажете именно этот жест — включится отслеживание рук и активное распознавание:

Дальше вы можете показать роверу, что вы от него хотите: «следуй за мной», «вперед», «назад», «стой», «включи фары» и другие команды. Чтобы закончить работу системы, можно показать жест «ок» либо просто ничего не делать — ровер сам отключит активное распознавание через заданное время после последней полученной команды.

Здесь можно провести аналогию с цифрами — символов всего 10, а записать можно бесконечное количество чисел. Если жесты объединить в логические группы и цепочки, то можно запрограммировать распознавание сотен команд.

Бортовой искусственный интеллект используют в основном для работы с видеопотоком. Сейчас у нас в работе несколько проектов, в которых нужны именно нейронки: они распознают заданные объекты на территории, классифицируют по признакам, принимают решения и передает команды на управляющие модули ровера.

В одном проекте ровер работает с несколькими агрокультурами, в другом определяет законность нахождения объектов на территории, в третьем действует в зависимости от окружающих динамических объектов.

В некоторых задачах достаточно просто запрограммированных сценариев реагирования на различные события. Например, у нас есть свой модуль безопасности. Это отдельная плата с датчиками и исполнительными блоками. В нормальном режиме она работает в связке с бортовым ПК, но при потере связи модуль безопасности может принимать самостоятельные решения. Например, снизить скорость ровера или вообще остановить двигатели и инициировать сигнал оператору, передав ему управление роботом.

• Управляющий контроллер третьего поколения. Мы учли опыт эксплуатации прошлых версий и перешли на модульную архитектуру с серьезнейшим расширением функционала и вычислительной мощности. Параллельно делаем дополнительные модули: модуль распределения питания, бортовой информационной сети, управления бортовым оборудованием, mems-датчиков, систему безопасности, с подключением сонаров и лазерных датчиков, с возможностью работать в аварийном режиме.

• Система безопасности для контроля окружения. Летом 2023 года выйдет разработка, которая будет подавать сигнал водителю при появлении в поле зрения бортового комплекса посторонних объектов, машин и людей. А если они окажутся в опасной зоне — моментально остановит движение. Здесь совместная работа алгоритмов распознавания и классификации объектов, ИИ и нейросетей.

• Облачный сервис по дистанционному управлению техникой. Мы сделали серверную службу с передачей видеопотока и телеметрии, который позволяет предоставить технологии удаленного управления и клиентам, и командам разработчиков робототехнических комплексов. Это первый подобный сервис в России. Выпуск планируем также на лето 2023 года.