Robotika.cz » Competitions » Grand Challenge » 2005

Grand Challenge 2005

Author: Jiří Iša a Tomáš Severýn, 2005-10-15

vítěz bere vše

Studenti, doktorandi a profesoři Stanfordovy univerzity, spolu se zaměstnanci VW ERL (Volkswagen Electronics Research Laboratory) oslavují vítězství. Robot Stanley, kterého sestrojili, zvítězil ve druhém ročníku DARPA Grand Challenge. Závod pořádaný Americkou vojenskou organizací DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) s cenou pro vítěze dva miliony dolarů se konal o víkendu 8.-10. září 2005. Trasa letošního závodu měřila 132 mil. Update: film pro pamětníky - The Great Robot Race

Logo soutěže

Mapa trasy s vyznačenými kontrolními body byla týmům předána dvě hodiny před startem. Do finále postoupilo celkem dvacet tři družstev. Po loňském debaklu, kdy nejdelší ujetá vzdálenost činila necelých osm mil, letos překvapivě soutěž dokončilo pět robotů, z toho čtyři se vešli do desetihodinového limitu. Poslední, největší a nejtěžší, nákladní automobil TerraMax, zdolal trať za necelých třináct hodin čistého času.

Prémii dva miliony dolarů si ovšem mohl odnést pouze jeden, a to ten, který trasu projede nejrychleji.

Stanley

Výsledky

Pořadí	Robot	Družstvo	Čas
1.	Stanley	Stanford Racing Team	6:53
2.	Sandstorm	Red Team Too	7:14
3.	H1ghlander	Red Team	7:14
4.	GrayBot	Gray Team	7:30
5.	TerraMax	Team TerraMax	12:51

Stanley

Letošní vítěz, Stanley, je od normálního VW Touareg takřka k nerozeznání. Pomineme-li množství čidel na střeše. Také jako jeden z mála přihlášených robotů se smí účastnit běžného silničního provozu. Mozkem robota je šest (dle některých pramenů sedm) základních desek osazených procesorem Pentium-M a uložených v robustním rámu. Vedoucí týmu Sebastian Thrun tvrdí, že i při výpadku dvou jednotek by byl robot schopný pokračovat v závodu.

Vývoj na tomto robotovi začal v červenci 2004 a jako testovací trasu používali vývojáři původní trasu Grand Challenge z roku 2004.

Komu nedělá potíže mluvená angličtina, nebo kdo si užije i jen záběry, tomu doporučujeme shlédnout některé filmy z oficiálních stránek Stanford racing teamu.

Stanleyho senzory

Vizualizace sledování cesty

Pro snímání okolí:

LIDAR — pět laserových dálkoměrů, slouží obdobně jako radar.
Kamera — některé zdroje uvádějí stereo kameru.
Radar — pro měření na delší vzdálenosti.

Pro určení pozice:

GPS s dvaceticentimetrovým rozlišením.

Pro určení orientace vozidla:

Měření posunu a náklonu podel všech tří os.
GPS kompas, založený na dvou GPS anténách.
Měření ujeté vzdálenosti.

Red Team Too (Také červený tým) — SANDSTORM

Red Team Too - Sandstorm

Loňský veterán Červeného týmu z univerzity Carnegie Mellon ve Spojených státech. Toto vozidlo armádního typu HMMWV (Hummer), vyrobené v roce 1986, se zúčastnilo již loňské soutěže Grand Challenge. Loni se stalo neoficiálním vítězem, neboť jako jediné ujelo téměř osm mil.

V letošním roce bylo jeho úkolem dojet na bezpečném třetím místě. Řídící systém byl na závod nastaven na "bezpečnou jízdu", která měla zajistit jistý dojezd.

O to větší bylo překvapení tvůrců, když SANDSTORM převálcoval H1GHLANDER, druhé vozidlo z univerzity Carnegie Mellon.

Red Team (Červený tým) - H1GLANDER

Red Team - H1ghlander

Tento 1999 H1 Hummer měl, podle autorů, "vyhrát závod s půlhodinovým náskokem před zbytkem závodního pole." Nestalo se. Technici Červeného týmu stále ještě analyzují počítačové záznamy jízdy, aby zjistili, co se stalo s motorem. Zdá se, že došlo k technické závadě a motor nemohl jet na požadovaný výkon. Řídící systém proto stále prudce zrychloval a opět zpomaloval, aby udržel požadovanou průměrnou rychlost. Za této situace je překvapivé, že H1GHLANDER vůbec dojel do cíle.

Senzorické vjemy

Senzory a řídící systém obou robotů

Nejviditelnějším prvkem je odpružený otočný laserový scanner umístěný na střechách obou vozidel. Ten se společně s dalšími lasery a radary stará o snímání okolí. Sedm počítačů s procesory Pentium-M pak řídí vozidlo na základě naměřených údajů, pozice naměřné pomocí GPS a ujeté vzdálenosti.

Více informací o obou vozidlech univerzity Carnegie Mellon se můžete dočíst na anglických stránkách týmu.

Gray Team - překvapení závodu

Gray Team (Šedý tým)- GrayBot

O tomto družstvu není mnoho dostupných informací. Ačkoli to podle názvu tak vypadá, nejedná se o další družstvo Carnegie Mellon. Za touto skupinou nestojí žádný významný sponzor typu Volkswagen, ani renomovaná univerzita. Hlavním tahounem a organizátorem se stali ředitelé a majitelé pojišťovny The Gray Insurance Company. To, a skutečnost, že tento tým z Luisiany přišel kvůli hurikánu Katrina o své vývojové laboratoře, vyvolalo v mnohých novinářích pocit, že se jedná o outsidery.

Po shlédnutí krátkých informačních filmů nezbývá než zamyslet se nad tím, o koho se jedná, když si může koupit pozemek o rozloze 52 000 akrů a na něm postavit 200 mil (zhruba 300 km) trénovacích cest a překážek.

Senzory GrayBota

Zdá se, že hlavní výhodou týmu se stala schopnost jeho vedoucích přenést vývoj a testování nových technologií na dodavatele senzorů a jiných potřebných částí.

Technické parametry

2005 Ford Escape Hybrid, nejužší, a tedy nejmanévrovatelnější, SUV na americkém trhu, byl zvolen nejen kvůli svým jízdním vlastnostem, ale i pro svou mimořádně nízkou energetickou náročnost. Díky optimálnímu využití výkonu a solárním panelům na střeše vozidla není potřeba žádný speciální zdroj energie pro palubní počítače.

Vjemy obstarává známá sestava lasery/radary/kamery/GPS. Rozhodování a řízení má na starosti, trochu netradičně, pouze dvojice počítačů. A to navíc jeden z nich pouze zaznamenává údaje o jízdě a do řídícího procesu nijak nezasahuje.

Další informace jsou dostupné na stránkách týmu (v angličtině).

TerraMax

I na této robotické soutěži jsou k vidění velmi rozdílná řešení

Největší vozidlo na startu, šestnáctitunový kolos TerraMax, dojel sice jako poslední, ale dojel až do cíle a to se počítá. Jako konstrukční základ posloužilo americké armádní nákladní vozidlo střední třídy.

Jako senzory používá:

LIDAR - čtyři dopředu (dva na dálku a dva na bližší vzdálenost) a jeden vzad zaměřený laserový systém
Kamery - tři vpředu, dvě vzadu pro couvání

Pro určení pozice a orientace:

GPS a blíže nespecifikované inerční zařízení

Software pro kamery, které jsou namířeny dopředu, byl vyvinut na univerzitě v Parmě v Itálii. Byly použity jednoduché VGA kamery.

Na oficiálních stránkách týmu (v angličtině) jsou k dispozici různá povídání, videa a fotografie.

Zajímavosti

Pro vyšší diváckou atraktivitu letos soutěž začínala i končila na stejném místě.
Trasa vedla několika tunely, aby roboti ztratili signál ze satelitního navigačního systému GPS a museli se bez něj chvíli obejít.
Roboti museli překonat několik mostů a velmi úzkých průsmyků. Robot TerraMax při zdolávání jednoho takového úzkého úseku skutečně zacouval jedním zadním kolem nad propast.
Když soutěž skončila, bylo jasné, že někdo vyhrál, nikdo však nevěděl kdo. První čtyři vozidla dorazila s několikaminutovými rozestupy a přitom byla v průběhu závodu občas zastavována. Tento čas stání tedy bylo potřeba zjistit a odečíst od naměřené doby jízdy.
Šedý tým dokončil závod za tmy v sobotu v noci, neboť jako jediný nebyl závislý na denním světle. Oproti tomu robot TerraMax byl na noc zastaven a dojížděl až v neděli ráno.
Americký slogan VW hlásí "Drivers wanted" - "hledáme řidiče", Staley má na kapotě: "Drivers not required" - "řidičů netřeba."
"Kdyby se neporouchal motor, byl by H1ghlander první" (člen Červeného týmu).
"Letošní soutěž byla příliš lehká. TerraMax byl připraven na mnohem těžší podmínky. V těch by zvítězil" (člen týmu TerraMax).
"" (členové týmu Stanford Racing Team).

Odkazy a zdroje (vše v angličtině)

The Great Robot Race (video)

Update 2017 (Martin Dlouhý)

Přišla mi reklama z Udacity na jejich revidovaný kurz Self-Driving Car Engineer Nanodegree Preview. Neodolal jsem a podíval se, co se změnilo od doby, kdy jsem původní kurz (tehdy zdarma) absolvoval. Asi zásadní rozdíl je, že nyní si můžete váš kód nakonec pustit v reálném autě … ale to odbočuji. Co mne dojalo až k slzám bylo následující video. Je to film pro pamětníky. Když budete pozorní, tak mezi soutěžícími najdete snad všechny velké hráče v oblasti vývoje autonomních aut

Máte-li jakékoli dotazy či připomínky — kontaktujte nás. Rádi vám odpovíme.