Беспилотный трактор испытали на полях России
Российская компания Cognitive Technologies провела в Татарстане первые испытания беспилотных тракторов с системой компьютерного зрения собственной разработки. Программно-аппаратный комплекс планируют в будущем устанавливать не только на тракторы, но и на другую сельскохозяйственную технику — комбайны, сеялки и так далее, пишут «Известия».
Благодаря беспилотному транспорту и системам компьютерного зрения фермерские хозяйства России смогут значительно повысить свою рентабельность, ведь сейчас дорогостоящая техника используется неэффективно. Например, комбайн работает в среднем шесть часов в день, а в остальное время простаивает. Беспилотные тракторы и комбайны будут трудиться в полях и днём и ночью, 24 часа в сутки. Им не помешают условия плохой видимости, не смутит дождь или туман, и даже в кромешной тьме беспилотный трактор способен так же эффективно косить траву или собирать картошку, как днём.
Беспилотную сельхозтехнику в России будет продвигать новый агрохолдинг, который создаёт компания Cognitive Technologies с производителем агротехники «Ростсельмаш» и агрохолдингом «Союз-Агро» на базе особой экономической зоны «Иннополис».
В полной темноте для беспилотных систем можно использовать камеры ночного видения, но более эффективным является использование лидаров в совокупности с заранее размеченной картой территории, которая занесена в навигационный компьютер трактора. Американские коллеги недавно проводили испытания беспилотной автомобильной системы транспортного средства в полной темноте — и определили, что лидар с навигатором управляют машиной в темноте гораздо безопаснее, чем водитель-человек.
Во время испытаний беспилотного «Форда» на полигоне в Аризоне была составлена 3D-карта местности, а в темноте лидар с помощью лазерных импульсов (2,8 млн импульсов в секунду) прокладывал путь, как бы прощупывая дорогу с ориентировкой на 3D-карту.
Российский трактор пока не планируют оснащать лидаром, потому что это существенно увеличит его стоимость. В данный момент, по оценкам разработчиков, стоимость программно-аппаратного комплекса беспилотного зрения составляет не более 15% от стоимости трактора. Для российских колхозов и фермерских хозяйств это вполне приемлемая наценка. Если же поставить на трактор полноценный лидар, то стоимость техники существенно возрастёт.
На российские тракторы будут устанавливать программно-аппаратные комплексы компьютерного зрения, включающие в себя стереопару — систему из двух видеокамер, которые снимают видео с разрешением Full HD, то есть 1920×1080 пикселов.
Кроме видеокамер, в комплектацию российского беспилотного трактора входят навигационный и инерционный датчики ГЛОНАСС и GPS и вычислительный блок (компьютер).
«Система компьютерного зрения позволяет с высокой точностью детектировать опасные объекты, определять их размеры и координаты для составления высокоточных карт, — говорит Ольга Ускова, президент компании Cognitive Technologies. — Благодаря точному знанию положения предметов на поле многие из них становится возможным удалить еще до уборочной, когда они могут представлять реальную угрозу механическим элементам сельхозтехники».
Составление цифровой карты поля и нанесение на неё окружающих объектов (столбы, камни и другие артефакты) производится во время выполнения предпосевных операций, таких как внесение удобрений и боронование. Операция проходит весной, когда посевные площади не засеяны, так что все артефакты хорошо засекаются системой компьютерного зрения. По этим цифровым картам трактор будет ориентироваться летом и осенью, во время сбора урожая. Он будет стараться объезжать объекты, которые не удалось убрать с поля весной.
Разработчики уверены, что сенсоры транспортного средства и система компьютерного зрения смогут детектировать даже такие препятствия, которых нет на карте. Заявлено, что система распознаёт объекты размером от 10–15 см на расстоянии до 15–20 м. Всё остальное не представляет опасности, если на тракторе установлен камнеуловитель.
Испытания трактора с системой компьютерного зрения Cognitive Technologies
Испытания беспилотного трактора продолжатся примерно полтора года. По словам Ольги Усковой, этого времени достаточно, чтобы довести систему компьютерного зрения до стадии промышленного использования и ввести её в коммерческую эксплуатацию. Программно-аппаратные комплексы будут продавать фермерским хозяйствам России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.
Экспериментальные разработки в этой области идут не только в России. Например, недавно министр сельского хозяйства Японии поднял тему перехода на роботизированную технику в сельском хозяйстве в связи со старением населения, в том числе фермеров.
Средний возраст японских фермеров составляет 67 лет, две трети из них старше 65 лет. В России проблемы старения пока нет из-за низкой продолжительности жизни, но со временем она может появиться.
Беспилотные тракторы готова выпускать японская корпорация Kubota.
Прототип автономного трактора Kubota с лидаром
Маленькие беспилотные тракторы делают и в Беларуси. Наверняка российскую систему компьютерного зрения тоже можно будет установить на популярные белорусские тракторы производства Минского тракторного завода.
В воображении российских разработчиков, в будущем сельское хозяйство в России выглядит следующим образом: «Работу всей умной сельскохозяйственной техники будет контролировать минимальное количество человек из диспетчерского центра, откуда будет осуществляться контроль за работой всех машин. При необходимости он сможет задать программу и время работы тракторов, и находиться постоянно за пультом не придётся», — говорит Ольга Усова.
В общем, примерно так, как прогнозировал писатель Николай Носов в научно-фантастическом произведении «Незнайка в Солнечном городе».
Независимые эксперты считают, что полностью автоматизированного будущего в сельском хозяйстве пока не получится. За рулём транспортного средства обязательно должен находиться человек, контролирующий работу автоматики и готовый взять на себя управление в случае возникновения чрезвычайной ситуации.
Кстати, о своих разработках в области машинного зрения компания Cognitive Technologies более подробно рассказывала в корпоративном блоге на Хабрахабре. В рамках совместного проекта на кафедре «Когнитивных технологий» МФТИ в 2014 году был разработан робот-автомобиль, который «в режиме реального времени обрабатывает видеопоток, распознаёт окружающую сцену, детектирует объекты и формирует управляющее воздействие, направленное на решение поставленной задачи». Роботу поставили задачу гоняться за красным мячом и толкать его бампером.
Ролик снят во время доклада на осенней конференции молодых учёных МФТИ, прямо в коридоре главного корпуса.
