Роботу дали всенаправленное машинное зрение: точные замеры расстояний даже в темноте

Сотрудники Южно-Уральского государственного университета совместно с коллегами из Северокитайского энергетического университета разработали цифровой двойник экспериментального стенда и метод многопроекционного всенаправленного машинного зрения для промышленной робототехники. Технология объединяет данные с нескольких панорамных камер и структурированную лазерную линию, что позволяет роботу восстанавливать форму объектов и с высокой точностью определять расстояние до препятствий, включая сложные участки траектории.

Разработчики отмечают, что подобный комплекс обходится в разы дешевле существующих зарубежных решений. Благодаря встроенному всенаправленному зрению и лазерному модулю робот способен самостоятельно избегать пространственных препятствий и точнее взаимодействовать с объектами на производстве, что подтверждено испытаниями в виртуальной среде и на реальном стенде.

По словам доцента кафедры электропривода, мехатроники и электромеханики ЮУрГУ Ивана Холодилина, в симуляторе на платформе Unity 3D оператор может изменять конфигурацию камер, их количество, параметры оптики и лазера, после чего изображения автоматически передаются на внешний вычислительный сервер. Алгоритм объединяет данные в единую карту окружения, формирует 360-градусную модель сцены и вычисляет расстояния до объектов с погрешностью всего в несколько миллиметров.

Экспериментальная установка продемонстрировала устойчивую работу и открывает путь к более безопасной навигации мобильных роботов, манипуляторов и систем технического зрения. Технология уверенно функционирует и в условиях полной темноты: лазерный излучатель оставляет заметную линию на объекте, камеры фиксируют её, а алгоритм восстанавливает контур препятствия и одновременно вычисляет расстояние до него.

Одними из ключевых преимуществ разработки являются высокая точность измерений и многократное снижение стоимости по сравнению с решениями, основанными на 2D LIDAR, цена которого достигает около 400 тысяч рублей. Все результаты подробно представлены авторами в международном журнале Sensors. Система может применяться на предприятиях, где требуется сортировка объектов и точная навигация роботизированных манипуляторов.