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          S?ren Schwertfeger課題組陳宏宇于2019年七月赴澳大利亞悉尼參加RoboCup 2019 Rescue Robot League大賽

          發布者:聞天明發布時間:2019-07-19瀏覽次數:13

          七月一日至八日 我們組成員參加了在澳大利亞舉辦的robocup的比賽,主要參賽隊員除了我之外還有曠皓飛,徐晴雯,侯佳維,龍肖靈,何振鵬。RoboCup 2019機器人世界杯在悉尼ICC國際會展中心舉辦。悉尼是澳大利亞最大的城市,市中心充滿了熙攘的人群,整個城市熱鬧且繁忙。作為機器人領域最盛大的競賽之一,此次大賽也吸引了不少來自國內外的團隊,國內的學校包括清華大學,浙江大學,中國科學技術大學,同濟大學和國防科學技術大學等一流大學。國外的學校有來自日本,泰國,德國等國家的參賽隊。在比賽的過程中,我看到了來自不同國家的各式各樣的機器人,每個學校的機器人都有各自的特點,為了完成不一樣的任務,都進行了更加獨特的設計,此外在比賽場地我還見到了來自悉尼警方的救援機器人,相對于我們實驗室設計的機器人而言,警方設計的機器人體型更加大,重量也相對較重。警用救援機器人的魯棒性相對于我們設計的機器人要更加的魯棒,控制的穩定性也比我們好很多,他們為我們的救援機器人的設計帶來了新的靈感。

          當地時間七月二日和三日,這兩天是大賽的準備環節,我們一早來到會展中心完成了注冊工作并快速展開調試工作。RoboCup救援組競賽分為Maneuvering,Mobility,DexterityExploration四個部分,其中Maneuvering是最基礎的測試場地,機器人在這些場地里遙控或者自主駕駛,來回次數越多則得分越高。Mobility測試救援機器人的移動能力,基本都是一些特別復雜的地形,而Dexterity測試機器人機載機械臂的靈活性能。由于我們側重小型機器人,并未裝備機械臂,因此沒有選測MobilityDexterity。Exploration是四項中最考驗算法的測試,我的工作主要是Exploration任務中的的建圖任務。機器人需要在前進的過程中完成檢測危險物標志,并且識別他們位置,此外還需要構建出來比賽場地的三維和二維地圖。裁判根據地圖的完整程度和準確程度來確定最后的得分情況,因此在前兩天的準備過程中我主要測試了建圖的任務。

          當地時間七月四日至七日是比賽日。相比其他隊伍的各類大型機器人來說,我們所使用的機器人由于體積大小的限制,無法在部分復雜地形中完成任務,不過我們的研究主要側重于是小型救援機器人的自主問題,因此我們主要針對ManeuveringExploration兩個場景來完成比賽。第一天我們主要通過遠程遙控來進行比賽,這一天中我們完成所選的全部任務,熟悉了比賽場地。比賽結束后,我們在晚上對之后幾天進行的自主比賽進行了現場調試,期間發現不少問題。我們的機器人完全依賴于所搭載的四個RGBD相機來實現自主移動,機器人通過使用視覺里程計(VIO)來實現定位,在大多數場景下,VIO的精度足夠滿足導航的需求,但也有些特殊情況會使得定位誤差變大。例如,Maneuvering場地使用木板來做墻壁,其使用的木板紋理較為單一。因此,當機器人靠近墻壁時,相機無法在這樣的環境中檢測到足夠特征,使得VIO算法的誤差變大。在這樣的情況下,VIO定位已無法滿足導航需求,任務就會失敗。由于現場調試時間有限,我們無法對算法進行大的改進,只能通過增加一些限定條件使得機器人盡量遠離無特征區域。幸運的是,這樣的小技巧已足夠完成接下來的比賽,在接下來的比賽中,我們機器人在Maneuvering場景中完成了預期的自主駕駛任務。最終我們團隊獲得了自主挑戰的第二名,并在正賽中進入了前八,相比于以往的比賽,有了很大的進步。在Exploration 任務中,我們的機器人在遙控的情況下較好的完成了比賽場地三維環境的構建,并且成功提交了我們機器人構建的二維和三維地圖。

          除了比賽之外,RoboCup也為世界各地的研究人員提供了學術交流的機會,我們在比賽時也與各支隊伍進行了交流。來自德國紐倫堡大學的博士生給我們介紹了他們關于multi-agent SLAM的相關工作;日本京都大學的中國留學生給我們分享了他們機器人的設計材料;另外,我們與同樣來自國內的國防科大的同學們在比賽中建立了良好的友誼,來自國防科大的陳謝沅澧少校為我們介紹了他在三維激光SLAM方面的一些進展并分享了他在國外的一些科研經歷,對此我們深受啟發。

          在這次比賽中,我們按照預定計劃完成了所有任務,并在比賽中發現目前的不足,為之后的工作提供了思路。另外也要感謝學校和導師能為我們提供這樣好的機會,讓大家可以與各地的學者進行了交流,了解了相關領域的最新進展,開拓了視野。


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