Почтовые сервисы, крупные торговые сети и частные компании уже давно работают над автономной доставкой. Правда, воспользоваться ею пока непросто: такие сервисы тестируют лишь в нескольких городах мира. В России встретить робота-доставщика можно в Москве, Мурино в Ленинградской области, Иннополисе, а также на «Розе Хутор» и в Красной Поляне в Сочи. C 2021 года грузы доставляет уже третье их поколение.

В этом материале, который N + 1 подготовил вместе с Яндексом, рассказываем, как они ориентируются в городе, зачем им столько датчиков и с какими трудностями пришлось столкнуться инженерам, которые их разрабатывали.

В непредсказуемых условиях

Никаких строгих правил движения для людей и животных на тротуарах нет. На пути робота-доставщика подстерегают канализационные люки и глубокие ямы, которые к тому же могут прикидываться лужами. Кроме того, робота, прямо как маленького ребенка, нужно научить пользоваться пешеходными переходами: видеть светофор и смотреть по сторонам.

Эти и другие проблемы любой робот решает благодаря набору датчиков. Третье поколение автономных доставщиков Яндекса использует лидар, радары, ультразвуковые датчики и камеры, которые дополняют друг друга — в зависимости от ситуации берутся данные с разных сенсоров.

Первое поколение — R1

Второе поколение — R2

Третье поколение — R3

Лидар — 1 штука

Важнейший датчик робота-курьера — это лазерный дальномер, лидар. Он сканирует окружающее пространство, замеряя время между отправкой и принятием сигнала, и формирует облако точек. Так доставщик получает точную информацию о расстоянии до ближайших объектов, будь то здание, пешеход или автобусная остановка, и создает трехмерную карту окружающего пространства.

Лидар крупным планом

Лидар не зависит от внешних источников света, поэтому робот не нуждается в дополнительном освещении и хорошо ориентируется на улице как днем, так и ночью. Однако перед тем, как он начнет развозить заказы, маршруты сканируют с помощью лидара и формируют 3D-карту улиц. Впоследствии облако точек, которое лидар получает в режиме движения, робот сравнивает с данными предварительного сканирования. Это позволяет ему понимать, с какой скоростью и в каком направлении двигаться, а также где он находится сейчас.

«У лидара робота-доставщика высокое пространственное разрешение и достаточная дальность работы — 100 метров. Благодаря этим свойствам лидар и стал основным датчиком на роботах для ориентирования в пространстве. Для большинства задач в городе данных с этого датчика достаточно. Правда, и у него есть недостатки. Дальность сканирования уменьшается в плохую погоду, например в ливень и плотный туман. Особенно это критично для случаев, когда мы выезжаем на пешеходный переход и нам нужно определить возможный приближающийся автомобиль на большой дистанции — на этот случай страхуют радары», – Георгий Никандров, руководитель группы разработки лидаров.

Радар — 2 штуки

По принципу работы радары практически не отличаются от лидаров, но используют не лазерные лучи, а высокочастотные короткие волны. Основное преимущество радара — способность быстро определять скорость движущихся объектов. Поэтому там, где робот-доставщик не может вовремя среагировать на ситуацию с помощью лидара — например, на автомобиль, который на высокой скорости движется к нерегулируемому пешеходному переходу, — его выручит радар.

«Радары нельзя использовать вместо лидаров: у них, как и у ультразвуковых датчиков, низкое разрешение. То есть наличие объекта определить можно, но распознать — уже нет. Однако, возможно, скоро мы откажемся от радаров, потому что лидары нашей разработки стали видеть заметно дальше, чем те лидары иностранного производства, которые мы использовали раньше. Поэтому тот же кейс с пешеходным переходом и автомобилем теперь можно решать с помощью лидаров», – Георгий Никандров, руководитель группы разработки лидаров.

Камеры — 6 штук

Камеры в роботах Яндекса необходимы для более глубокого анализа визуальной информации.