Znak Politechniki Warszawskiej

Autonomiczne samochody studentów PW

Selfie - autonomiczny samochód studentów z Koła Naukowego Robotyków

Z myślą o kolejnych zawodach studenci tworzą nowe wersje Selfie, fot. Koło Naukowe Robotyków

Pojazdy, które są tak skonstruowane i zaprogramowane, że poruszają się bez kontroli kierowcy albo z jego niewielkim udziałem, to przyszłość motoryzacji. Za trendami i chęcią rozwoju podążają studenci z Koła Naukowego Robotyków działającego przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa. Tworzą oni autonomiczne samochody startujące potem w międzynarodowych zawodach. I to z sukcesami. 

Zapraszamy do przeczytania nowego artykułu z cyklu Badania - Innowacje - Technologie.

Na realizowany przez studentów projekt Selfie składa się kilka wersji pojazdu. Wynika to z wymagań stawianych przez organizatorów kolejnych konkursów. Samochody muszą być bowiem gotowe do wykonania różnych zadań. Do najważniejszych należą parkowanie, przejazdy w symulowanym środowisku drogowym, omijanie przeszkód, reagowanie na sygnał startowy z sygnalizacji świetlnej czy zatrzymywanie się za torem jazdy.

Konstrukcje spod szyldu Selfie nie są pełnowymiarowymi autami, w których zasiada kierowca, tylko wersjami kilkukrotnie pomniejszonymi. – Samochody w skali są pojazdami o niskim koszcie wytworzenia prototypu, pozwalają jednocześnie na testowanie algorytmów dotyczących lokalizacji czy nawigacji dla rzeczywistych samochodów – zaznacza Michał Jarzyński.

Połączyć najlepsze pomysły

Studentom PW zależało i zależy, by tworzone przez nich pojazdy umożliwiały im rozwijanie umiejętności (przede wszystkim z zakresu projektowania elektroniki, systemu sterowania, mechaniki i pisania algorytmów bazujących na wizji komputerowej) oraz sprawdzanie własnych pomysłów.

Auta Selfie dostosowane są do tego, aby poruszać się całkowicie samodzielnie w symulowanym środowisku drogowym. Wyposażone są w kamerę, komputerowy moduł obliczeniowy, sterownik oraz zestaw czujników takich jak: magnetyczne urządzenie kodujące, czujniki odległości oraz inercyjne czujniki ruchu.

– W naszym samochodzie starannie dobieraliśmy części, by stworzyć z nich pojazd walczący o jak najwyższe miejsca z zawodach – mówi Kornelia Łukojć. – Nasz system embedded zapewnia niezawodne i bardzo szybkie sterowanie. System wizyjny wykorzystuje bibliotekę OpenCV, dzięki której może pisać własne programy wyszukujące elementy na klatce z kamer, a dzięki systemowi predykcji możemy optymalizować trasę według różnych algorytmów.

Zespół pracujący nad pojazdami Selfie

W pracy kluczowa jest współpraca członków zespołu, fot. Koło Naukowe Robotyków

Doświadczenia, sukcesy i plany

Pierwsza wersja Selfie zadebiutowała na konkursie Carolo Cup 2018 w Niemczech. Zespół z Koła Naukowego Robotyków pracował nad nią od wakacji 2017 do lutego 2018. Było to auto w skali 1:10. – Te zawody dzielą się na dwie kategorie – wyjaśnia Mateusz Mróz. – Ta, w której my w tym roku startowaliśmy, jest prostsza: polega na jeździe po torze, wymijaniu przeciwników, ustępowaniu pierwszeństwa na torze i parkowaniu w wyznaczonych miejscach. Ostatecznie zajęliśmy siódme miejsce. W przyszłości chcemy wziąć udział w tej drugiej, bardziej zaawansowanej kategorii: tam trzeba dodatkowo zwracać uwagę na znaki drogowe czy pojawiających się przechodniów.

Z myślą o przyszłorocznej edycji zawodów Carolo Cup studenci planują stworzyć czwartą wersję Selfie.

Drugi model autonomicznego auta powstawał od marca do lipca 2018. I przyniósł zespołowi ogromny sukces – zwycięstwo w International Autonomous Robot Racing Challenge 2018 w Kanadzie. To pojazd w skali 1:8. W czasie rywalizacji musiał sprawdzić się w dwóch głównych częściach konkursu: jeździe po linii prostej oraz po torze. – Utrudnieniem było to, że tor znajdował się na parkingu na otwartym powietrzu, czyli były zmienne warunki dla kamer, w które wyposażony jest samochód – opowiada Kornelia Łukojć.

 

Aktualnie studenci pracują nad trzecią wersją Selfie, która na przełomie września i października wystartuje na zawodach F1/10 we Włoszech. – Celem zawodów jest opracowanie skutecznych, pewnych, a przede wszystkim uniwersalnych algorytmów sterowania autonomicznym pojazdem – tłumaczy Michał Jarzyński. – Organizatorzy ograniczają wybór sprzętu do budowy auta, aby zagwarantować uczestnikom równe szanse. Nie znamy środowiska, w jakim ma poruszać się samochód, więc naszym największym priorytetem jest wszechstronność pojazdu.

Zespół na medal

W projekcie Selfie cały czas uczestniczy ok. 10 osób. Liczba członków zespołu nieznacznie się zmienia, podobnie jak jego skład. Wynika to przede wszystkim z tego, że starsi członkowie kończą studia i pracę w kole, a nowi dołączają do przedsięwzięcia.

Studenci pracują w czterech podzespołach: system embedded (zajmuje się sterowaniem samochodem, mikroprocesorami i komunikacją z użytkownikiem  – systemy bezpieczeństwa), system wizyjny (zajmuje się wizją komputerową lub obsługą czujnika LIDAR), system predykcji (zajmuje się optymalizacją trasy samochodu, pośredniczy pomiędzy dwoma poprzednimi), mechanika (projektowanie mechaniki samochodu).

Ludzie tworzący pojazdy Selfie nie mieli wcześniej doświadczenia w realizacji projektów związanych z autonomicznymi samochodami. Dlatego tak ważne były i są ciężka i systematyczna praca oraz dobra współpraca. – Każdy z nas bardzo dużo się przy tym projekcie nauczył – opowiada Kornelia Łukojć. – Widujemy się na cotygodniowych spotkaniach, na których są poruszane kwestie projektowe i jeśli ktoś napotyka na problem, wystarczy o tym powiedzieć na spotkaniu i zawsze znajdzie się ktoś z pomysłem rozwiązania.

Zespół tworzą: Mateusz Perciński, Mateusz Mróz, Michał Jarzyński, Mateusz Grudzień, Kornelia Łukojć, Maciej Krasa, Mateusz Marczuk, Krzysztof Gawin, Łukasz Jakubowski, Mikołaj Marcinkiewicz.

Studenci tworzący Selfie wraz z jedną z wersji pojazdu

Najbliższy start Selfie na przełomie września i października, fot. Koło Naukowe Robotyków

 

Wyjazd na zawody zrealizowano w ramach projektu „Budowa i rozwój autonomicznych pojazdów w skali 1:10 na zawody Carolo-Cup oraz International Autonomous Robot Racing Challenge” - „Najlepsi z Najlepszych 2.0.” finansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Wiedza Edukacja Rozwój (POWER), Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

***

Więcej informacji o programie „Najlepsi z Najlepszych 2.0.” na stronie Centrum Obsługi Projektów PW

 
Agnieszka Kapela

Biuro ds. Promocji i Informacji