LAURON V

Выполняет полностью автономные миссии разведки: 3D-картографирование среды, планирование маршрутов, визуальное слежение и другие задачи. Поведенческое управление обеспечивает устойчивость при скольжении и предотвращает падения. Длина ног, паттерны ходьбы и поведение вдохновлены палочником Carausius morosus.

Два литий-полимерных аккумулятора 24 В, 8000 мАч, включённых параллельно — автономность 2 часа. Поддерживается горячая замена батарей без остановки работы. Возможно внешнее питание от лабораторного источника 24 В (5–20 А, ~10 А основная нагрузка) в режиме реального времени.

Всего 28 моторов. В каждой ноге четыре сустава на щёточных DC-моторах Faulhaber 2657 012CR с планетарными редукторами 26/1S (передаточные числа 66:1 и 159:1). Два мотора крепятся сбоку ноги и приводят суставы через цепную передачу (дополнительное соотношение 2:1). Ещё два мотора расположены в корпусе и управляют движениями через кастомные редукторы с червячной передачей. В голове — два малых щёточных DC-мотора Faulhaber с кастомным 3D-печатным креплением и ремённой передачей. Захват и вращающийся лазерный сканер используют бесщёточные моторы Faulhaber 2250S024BX4 CSD со встроенным контроллером.

В каждой ноге четыре сустава с роторными энкодерами Avago HEDS9040-B00 и кастомными кодовыми дисками, а также мониторинг тока каждого мотора через платы UCOM. Голова оснащена камерой Asus Xtion Pro Live, двумя высококачественными камерами Point Grey Firefly (FMVU-12S2C) с теле- и широкоугольными объективами или стереопарой, а также тепловизором FLIR. В корпусе сзади установлена ещё одна Asus Xtion Pro Live (для визуальной одометрии), лидар Velodyne HDL-32E или кастомный 3D-лазерный сканер KaRoLa на базе Hukuyo UTM-30LX, абсолютный энкодер Avago и IMU Microstrain 3DM-GX5. Набор датчиков расширяется в зависимости от задачи.

Ноги изготовлены из авиационного алюминия. Внешний корпус частично фрезерован из листового POM (основание), частично напечатан на 3D-принтере из PLA (крышки основания), частично вырезан из PE (структура корпуса). Голова, крышки шестерён, датчиков и дополнений — например, контейнера для хранения — напечатаны из PLA. В редукторах используются высокоточные червячные передачи из латуни. Все детали разработаны и изготовлены на заказ.

около 150 000 €

• Название LAURON расшифровывается как LAUfRoboter Neuronal Gesteuert — «шагающий робот с нейронным управлением»: изначально робот полностью управлялся нейронными сетями. • Первый LAURON входит в постоянную экспозицию Deutsches Museum в Мюнхене — музея, посвящённого достижениям техники и инженерии. • Движение ног LAURON математически оптимизировано — углы и положения конечностей получились очень близкими к палочнику, послужившему биологическим прототипом робота.

длина 90 cm, ширина 80 cm

• LAURON готовится к немецкому соревнованию SpaceBot Cup Challenge. — https://www.youtube.com/embed/m8MXGFzjJxs • Публика в восторге от LAURON. — https://www.youtube.com/embed/7V2PFbpUQ8g • LAURON играет с мячом. — https://www.youtube.com/embed/3dv1MXKi7qw • LAURON передвигается по пересечённой местности. — https://www.youtube.com/embed/pTFPIhhVg7I

Ubuntu 14.04 с ROS Indigo для высокоуровневого управления и MCA2 для низкоуровневого. Высокоуровневое управление реализовано во фреймворке PLEXNAV: планирование на основе OMPL, распознавание объектов и среды через OpenCV и PCL, управление миссиями через SMACH, 3D SLAM с собственными алгоритмами, кастомные исполнители движений и множество других пакетов — как собственных, так и открытых. Низкоуровневое управление реализовано в кастомном фреймворке MCA2 (Modular Controller Architecture) на основе поведенческого подхода. Быстрые поведения управляют движениями ног (взмах, опора, рефлекс при столкновении), а высокоуровневые поддерживают стабильность всей системы. Контроллеры двигателей используют каскадные ПИД-регуляторы положения.

Основной компьютер (поведение и высокоуровневое управление): плата Mini ITX (GIGABYTE GA-H87N-Wifi) с процессором Intel Core i7 4×3,0 ГГц, 8 ГБ ОЗУ, интерфейсы Ethernet и CAN. Компьютер зрения (обнаружение объектов, визуальная одометрия): Intel NUC i7. Контроллер ног (низкоуровневое управление моторами): модуль UCOM Universal Controller Module — собственная разработка на базе DSP и FPGA с управлением в реальном времени, считыванием квадратурных энкодеров, измерением тока, процедурами инициализации, синхронизацией и коммуникацией. Дополнительные контроллеры: Arduino для управления освещением и Raspberry Pi для 3D-лазерного сканера.