"З точністю до сантиметрів": робот із лазером створює 3D-моделі небезпечних зон

Дослідники з Інституту комунікації, обробки інформації та ергономіки Фраунгофера (FKIE) реалізували проєкт, у рамках якого мобільний робот із лазером LiDAR досліджує місцевість, випускаючи лазерні імпульси. Про це пише Tech Xplore.

Як зазначають у виданні, у разі катастрофи, наприклад, аварії на хімічному заводі або повені, аварійно-рятувальним службам потрібно швидко оцінити ситуацію. При цьому часто у них немає можливості проникнути безпосередньо в епіцентр події, не наражаючи себе на ризик.

Вчені з FKIE працюють над вирішенням цієї проблеми в рамках проєкту 3D-InAus. Під час досліджень робот із лазером LiDAR (виявлення і визначення дальності світла) вивчає незнайому місцевість. Технологія LiDAR використовує імпульси світла для сканування навколишнього середовища і вимірювання відстаней.

У такий спосіб дослідники отримують 3D-модель, що показує будівлі, кімнати, відкритий простір, об'єкти і всі пов'язані з ними виміри та відстані. Користувачі можуть вільно переміщатися по 360-градусній візуалізації за допомогою джойстика, вивчаючи віртуальне середовище.

"Порівняно з роботизованими системами, які використовують камери для дослідження небезпечної зони, наш проєкт робить великий крок уперед. Лазерні імпульси забезпечують вимірювання для точної 3D-картографії ділянки місцевості або будівлі. Відстані та розміри не оцінюються, а визначаються з точністю до кількох сантиметрів", — зазначив технічний менеджер проєкту з відділу когнітивних мобільних систем Тімо Релінг.

Центральним елементом системи є лазер LiDAR, встановлений на поворотному столі. У модуль LiDAR вбудовано дзеркало, що обертається, яке може сканувати область, що складається з 16 вертикальних секцій, або "зрізів", 10 разів на секунду. Поворотний стіл обертає лазер так, що вертикальні секції покривають повний огляд на 360 градусів уздовж горизонтальної осі.

Загалом система генерує 1,3 мільйона лазерних імпульсів на секунду. Ці імпульси відбиваються від навколишніх об'єктів, а затримка між ними використовується для розрахунку відповідної відстані.

Результатом роботи робота є 3D-хмара з точок, у якій кожна точка відповідає лазерному імпульсу або вимірюванню відстані. Крім того, робот оснащений системою камер, зображення з яких використовуються для "розфарбовування" об'єктів або форм.

"Можна сказати, що ми об'єднуємо зображення з камер і хмару точок. Це дає нам яскраве, деталізоване і геометрично точне тривимірне середовище, що показує будівлі, відкритий простір і об'єкти", — пояснив Тімо Релінг.

Необроблені дані, отримані лазером, попередньо обробляються комп'ютерним модулем всередині робота ще до того, як він завершить свою місію. Остаточна візуалізація потім проводиться на стаціонарному комп'ютері під час постобробки. У разі катастрофи, коли час має критичне значення, можна використовувати прискорену операцію, щоб отримати початковий огляд лише за одну годину.

Лазерний модуль і поворотний стіл можна встановлювати на різні транспортні засоби. Залежно від рельєфу місцевості можна використовувати транспортні засоби з колесами або гусеницями чи навіть дрони.

За даними порталу, цей дослідницький проект замовлений Бундесвером. Технологія може бути корисною для військових, оскільки дає змогу проводити складні ситуаційні огляди незнайомої місцевості або небезпечної зони. Крім того, програмне забезпечення системи здатне обробляти показники датчиків, які виявляють газоподібні токсичні речовини або джерела радіації, а потім розміщувати їх на 3D-картах.

Нагадаємо, китайська компанія Chang Guang Satellite Technology успішно досягла швидкості передавання даних зі швидкістю 100 Гбіт/с за допомогою лазерного зв'язку із супутника на землю. Ця безпрецедентна швидкість — у 10 разів швидша за попередній рекорд.

Також повідомлялося, що британська лазерна система DragonFire, яка може збивати ворожі безпілотники і ракети, протягом десятиліття може бути встановлена на наземних машинах і літаках.