"С точностью до сантиметров": робот с лазером создает 3D-модели опасных зон

Исследователи из Института коммуникации, обработки информации и эргономики Фраунгофера (FKIE) реализовали проект, в рамках которого мобильный робот с лазером LiDAR исследует местность, испуская лазерные импульсы. Об этом пишет Tech Xplore.

Как отмечают в издании, в случае катастрофы, например, аварии на химическом заводе или наводнения, аварийно-спасательным службам нужно быстро оценить ситуацию. При этом часто у них нет возможности проникнуть непосредственно в эпицентр происшествия, не подвергая себя риску.

Ученые из FKIE работают над решением этой проблемы в рамках проекта 3D-InAus. В ходе исследований робот с лазером LiDAR (обнаружение и определение дальности света) изучает незнакомую местность. Технология LiDAR использует импульсы света для сканирования окружающей среды и измерения расстояний.

Таким образом исследователи получают 3D-модель, показывающую здания, комнаты, открытое пространство, объекты и все связанные с ними измерения и расстояния. Пользователи могут свободно перемещаться по 360-градусной визуализации с помощью джойстика, изучая виртуальную среду.

"По сравнению с роботизированными системами, которые используют камеры для исследования опасной зоны, наш проект делает большой шаг вперед. Лазерные импульсы обеспечивают измерения для точной 3D-картографии участка местности или здания. Расстояния и размеры не оцениваются, а определяются с точностью до нескольких сантиметров", — отметил технический менеджер проекта из отдела когнитивных мобильных систем Тимо Релинг.

Центральным элементом системы является лазер LiDAR, установленный на поворотном столе. В модуль LiDAR встроено вращающееся зеркало, которое может сканировать область, состоящую из 16 вертикальных секций, или "срезов", 10 раз в секунду. Поворотный стол вращает лазер так, что вертикальные секции покрывают полный обзор на 360 градусов вдоль горизонтальной оси.

Всего система генерирует 1,3 миллиона лазерных импульсов в секунду. Эти импульсы отражаются от окружающих объектов, а задержка между ними используется для расчета соответствующего расстояния.

Результатом работы робота является 3D-облако из точек, в котором каждая точка соответствует лазерному импульсу или измерению расстояния. Кроме того, робот оснащен системой камер, изображение с которых используются для "раскрашивания" объектов или форм.

"Можно сказать, что мы объединяем изображения с камер и облако точек. Это дает нам яркую, детализированную и геометрически точную трехмерную среду, показывающую здания, открытое пространство и объекты", — объяснил Тимо Релинг.

Необработанные данные, полученные лазером, предварительно обрабатываются компьютерным модулем внутри робота еще до того, как он завершит свою миссию. Окончательная визуализация затем производится на стационарном компьютере в ходе постобработки. В случае катастрофы, когда время имеет критическое значение, можно использовать ускоренную операцию, чтобы получить начальный обзор всего за один час.

Лазерный модуль и поворотный стол можно устанавливать на разные транспортные средства. В зависимости от рельефа местности можно использовать транспортные средства с колесами или гусеницами или даже дроны.

По данным портала, этот исследовательский проект заказан Бундесвером. Технология может быть полезна для военных, так как позволяет проводить сложные ситуационные обзоры незнакомой местности или опасной зоны. Кроме того, программное обеспечение системы способно обрабатывать показатели датчиков, которые обнаруживают газообразные токсичные вещества или источники радиации, а затем размещать их на 3D-картах.

Также сообщалось, что британская лазерная система DragonFire, которая может сбивать вражеские беспилотники и ракеты, в течение десятилетия может быть установлена на наземных машинах и самолетах.