Косаченко Сергей
Викторович, заместитель
директора по ИТ
ОГБОУ «Томский
физико-технический лицей»,
kosachenkosv@yandex.ru
2013. Роботраффик первое
знакомство
Впервые демонстрацию
регламента РобоТраФФик Технион я увидел
в московском Доме Художника, во время
апрельского фестиваля РобоМир-2013. Тогда
меня поразили очень большие размеры
поля, моделирующего городскую дорожную
обстановку: перекресток, знаки, светофоры.
Признаюсь, что поле из-за
своих огромных размеров мне показалось
очень неудобным для учебных и тренировочных
занятий. Да и сейчас так кажется :). По
этому полю-городу двигались робомашинки,
которые мне тогда показались «очень
странными», потому что из доступных нам
в лицее образовательных робототехнических
наборов кроме ЛЕГО и ARDUINO мы ничего не
имели, а тут ездило что-то особенное,
соблюдая ПДД. Взял тогда этот регламент
«на заметку», так сказать на «будущую
перспективу».
Кстати, там же на
фестивале у стенда по соседству я впервые
познакомился с Надеждой Бабенковой,
представлявшей тогда робототехнические
наборы HUNA TOP, которые (кто бы мог подумать
тогда!?) так здорово в будущем соединятся
у нас в Томском физико-техническом лицее
с РобоТраФФиком, а позже частично войдут
в замечательный отечественный
робототехнический набор РобоТрек со
множеством разнообразных ресурсных
наборов.
В нашем лицее я проводил
дополнительные учебные занятия по
микроэлектронике, на которых лицеисты
5,6,7 классов изучали электрические схемы
и управляли ими, составляя программы
для контроллера Freeduino 2009 (клон Arduino
из города
Кемерово). Для ребят,
кто уже «наигрались» со сборкой механизмов
в LEGO и с простыми схемами для Arduino, учебные
занятия со временем становились
малоинтересными. Нам требовался
дополнительный источник мотивации для
таких лицеистов, чтобы возникла внутренняя
потребность в изучении более сложных
тем, и мы его нашли в регламенте
РобоТраФФик.
Что меня привлекает в
регламенте РобоТраФФик Технион:
Конструирование
учебного робота на шасси для РобоТраФФика
требует изучения новой информации:
рулевое управление по схеме Аккермана
(так поворачивают практически все
автомобили), дифференциал на ведущей
оси.
Можно использовать
готовое покупное шасси от автогонок,
что проще (проще — не значит лучше для
обучения), но стоит немалых денег, а
можно шасси собрать из любого доступного
конструктора с разработкой и изготовлением
некоторых нестандартных деталей на
3D-принтере, что, по моему разумению,
полезнее для обучения и при этом
вписывается в скромный бюджет.
Следование по линии
для робота с рулевым управлением по
схеме Аккермана — это нестандартная
учебная задача, поэтому при программировании
заставляет учащихся хорошо подумать
при выборе и настройке, казалось бы уже
знакомых регуляторов (релейный,
пропорциональный, ПИД).
Составляя несложную
электрическую схему робота для
РобоТраФФика, с датчиками линии,
дальномером, энкодером, ИК-приемником
с интерфейсом UART, например, на основе
платы Arduino, ребята на практике применяют
знания в микроэлектронике.
В отдельных номинациях
команде требуется представить работу
сконструированного робота, так и
презентовать свой творческий технический
проект для повышения безопасности на
дорогах, продемонстрировать знание
ПДД.
Содержание отдельной
номинации меняется каждый год, например,
робот должен проехать заданное расстояние
по прямой без программного подруливания
с минимальным отклонением влево или
вправо, или автономный робомобиль
должен найти свободное место на парковке
и автоматически припарковаться и т.д.
2014. Первый блин комом...
В 2014г. РобоТраФФик
впервые был добавлен в состав регламентов
российской робототехнической олимпиады,
которая прошла в Казани. Подготовка к
новому регламенту всегда проходит
несколько сумбурно: не совсем ясные
моменты в правилах требуют дополнительных
разъяснений, демонстрации примеров,
специфические модули и детали сложно
приобрести, тренировочные поля отсутствуют
и т.п.
Первые всероссийские
соревнования моделей робоавтомобилей
"Роботраффик" состоялись в Казани
в период с 20-го по 22-е июня 2014 г. в рамках
Всероссийской робототехнической
олимпиады. В соревнованиях принимали
участие школьники и студенты из
Калининграда, Краснодарского края,
Москвы, Новосибирска, Санкт-Петербурга,
Томска, Уфы и Челябинской области.
Команда ТФТЛ спешно
готовилась к этим соревнованиям.
Робомобиль для
РобоТраФФика построили из деталей
конструктора HUNA c дифференциалом от
LEGO, электронную схему собрали на основе
контроллера Freduino 2009, с которым были
совместимы датчики от набора HUNA.
Робомобиль получился
неплохой, но на соревнованиях в Казани
семиклассник Дмитрий Тимофеенко выступил
неудачно: не хватило опыта нашему
участнику в программировании. Машинка
успешно стартовала, останавливалась
на первом знаке пешеходного перехода
и вставала «как вкопанная», никуда
дальше не ехала. Уже после соревнований
детальный разбор программы показал,
что в программе присутствовала логическая
ошибка, которую мы не смогли смоделировать
дома на упрощенном тренировочном поле:
после остановки перед любым встретившимся
знаком для старта и продолжения движения
машинка ожидала входящий ИК-код сигнал
«зеленый цвет светофора», которого
естественно у знака «Пешеходный переход»
не могло быть. К любым неудачам нужно
относиться как к бриллиантам, т.к. это
самый ценный опыт.
2015. Второй шаг — второй
«бриллиант» в копилку опыта
В 2015 наша новая команда
ардуинщиков: Маевский Матвей и Алинский
Володя,- приняла участие в «Hello, Robot!
Arduino» на московском РобоФесте (7 место).
Для перехода «на следующий левел» Матвей
решил готовиться к участию в РобоТраФФике
на региональной робототехнической
олимпиаде Томской области. Для тренировки
огромные поля к РобоТраФФику расстилали
в спортивном зале. На этот раз времени
в запасе было больше, к подготовке ребята
(Маевский Матвей и Тимофеенко Дмитрий)
подошли более серьезно, хорошо настроили
самодельное (!) шасси, собранное из
деталей нескольких, «несовместимых»
друг с другом конструкторов (LEGO, HUNA) и
нескольких спроектированных и
распечатанных на 3D-принтере нестандартных
деталей для трапеции Аккермана, собрали
электрическую схему, хорошо отладили
алгоритм на следование по линии,
прохождение перекрестков и «стрелок»,
реагирование на знаки и препятствия.
Заняв первое место в
Томской области, ребята хорошо выступили
на ВРО в Иннополисе. В номинации «проект
для повышения безопасности на дорогах»
заняли первое место с проектом «Умный
знак «Пешеходный переход». Самодельное
шасси не подвело в «E. Категории года:
движение по прямой», где нужно было
проехать расстояние с минимальным
отклонением влево или вправо — второе
место! Много команд с покупными готовыми
шасси такой точности не смогли добиться.
Однако, в Иннополисе в
том году баннерные поля РобоТраФФика
«A. Движение по модели городского
транспортного движения с соблюдением
ПДД» и «B. Движение с максимальной
скоростью по гоночной трассе» расстелили
на мягкое половое покрытие, а не на
твердый пол, в результате сопротивление
качению резко возросло и нашей машинке
с LEGO-моторчиком, увы, не хватило запаса
по мощности электродвигателя — проиграли
другим командам по скорости движения
на трассах. Я уже писал выше, что наши
неудачи - это бриллианты нашего опыта.
Этот — очередное пополнение нашей
«коллекции». Сейчас Матвей с родителями
живет в Москве и занимается робофутболом
у отличного тренера Сергея Мустафина.
Часто видимся на различных соревнованиях.
С радостью вижу его на фото среди Сборной
России с «межнаров».
2016. Шаг третий и победа томичей
В 2016г. команда из нашего
лицея в составе одного участника
Алинского Владимира победила на
региональном этапе РобоТраФФик. Однако,
Володя занял первое место и в Робофутболе,
поэтому ему пришлось выбирать: в каком
состязании он больше хочет участвовать
на Всероссийской робототехнической
олимпиаде в Иннополисе. Он выбрал
Робофутбол, и от Томской области на
состязания по РобоТраФФику поехали
серебряные призеры томской региональной
олимпиады по робототехнике - команда
из Центра планирования карьеры: Киреев
Дмитрий Андреевич, Деев Андрей Алексеевич
и их тренер Алексей Черных.
Ребята выступили
замечательно и заслуженно стали первыми
в России!
А уже в марте 2017 года
на международном этапе РобоТраФФик
Технион в Израиле в копилке у этой
томской команды в различных международных
номинациях добавилось три первых места
и одно второе!
2016 г.
был
замечателен
еще и
тем, что
в этот
год под
эгидой ОРТ,
РАОР, ФИРО
для педагогов
и тренеров
дважды
проводились
дистанционные
курсы
«Моделирование
автономных
транспортных
средств»
http://raor.ru/about/news/main/main_545.html
.
2017. Автотранспортные ИРС и
снова победа томичей!
К сожалению,
в 2017г. Университет Иннополис на ВРО не
проводил соревнования по регламенту
РобоТраффик Технион. Зато среди
нововведений того года в партнерстве
с томской компанией «Popkov
Robotics» появился регламент
«Автотранспортные интеллектуальные
робототехнические системы», в котором
для определения дорожных знаков и
перекрестков предполагалось использование
компьютерного зрения.
Нашему
«Томскому физико-техническому лицею»
повезло с оборудованием — у нас было
два прототипа машинок с микрокомпьютерами
OrangePi на борту (работают
с ОС Linux), которые достались
нам благодаря разработкам R&D
фирмы Элекард по гранту
от томского ИТ-кластера. Однако, к
оборудованию не прилагалось никаких
методических материалов. Активную
помощь в освоении этих машинок нам
оказали сотрудники компании «Элекард»,
за что мы им очень благодарны. Они
показали примеры программ для orangePi
для чтения картинки с камеры, для
команд управления машинкой и т.п.
Программу
для распознавания дорожных знаков
компьютерным зрением нужно было писать
«с нуля». Для ребят, которые до этого
момента работали только в Windows
и не были знакомы с Linux,
поначалу было сложно
перейти на другую ОС.
Поскольку
у нас имелось в наличии две машинки, то
решили готовится двумя командами, но в
альянсе: в одной команде были
программисты-девятиклассники Марков
Володя и Кудрявцев Иван, которые имели
опыт создания нейронных сетей и написания
windows-программ
с библиотекой OpenCV, а
в другой команде был опытный
линуксоид-семиклассник Гетагазов Умар.
Сложности
при подготовке к соревнованиям
«Автотранспортные ИРС»
ВРО2017 были серьезные:
- команда
девятиклассников параллельно с
тренировками сдавала ОГЭ,
- для обучения
нейронной сети требовался большой
датасет картинок дорожной обстановки,
который ребята создавали «вручную»:
веб-камеру на селфи-палку, ноутбук в
рюкзак и пешком по «трассе» набирать
кадры, которые потом пакетно обрабатывались
в Linux скриптом
(кадрирование, resize и
пр.)
- поля с трассой, напечатанные на
баннерной ткани, очень сильно «бликовали»,
что сводило с ума алгоритмы компьютерного
зрения, а ребята боролись с боковой
засветкой от окон путем завешивания
окон подручными средствами.
- редакция
регламента на сайте ВРО не была
окончательной и подвергалась частым
изменениям.
На
соревнованиях в Иннополисе все эти
труды ребят окупились сторицей. Обе
команды достойно выступали, продемонстрировав
хорошие результаты на заездах. По итогам
состязаний победа и 1 место в регламенте
«Автотранспортные ИРС» у команды «A
contario» из ОГБОУ «Томский физико-технический
лицей» в составе Марков Владимир и
Кудрявцев Иван (тренер Косаченко С.В.).
У их партнера по альянсу в тренировках
- команды «W-must-d», единственный участник
которой семиклассник из ТФТЛ Гетагазов
Умар (тренер Косаченко С.В.), 4 место.
2018.
Российский
этап
Роботраффик состоится в Томске
Не смотря на паузу в
течение года, российский этап состязаний
по регламенту Роботраффик Технион в
2018 г. будет проведен!
8-9 февраля в г. Томске
состоится Всероссийский этап международных
соревнований моделей робоавтомобилей
«Роботраффик» 2018г.
К участию в Соревнованиях
допускаются все желающие, подавшие
заявку и прошедшие по квоте. (Квота 82
человека). Регистрация на соревнования
«Роботраффик» 2018 продлена до 29-го января!
Для этого необходимо заполнить форму
Google по электронному адресу
https://goo.gl/ubwG63
По вопросам обращаться
на электронный адрес: rich.tomsk@mail.ru с
указанием темы: «Роботраффик» или по
телефонам: 8 (999) 620 3794 – Алексей, 8 (923) 416
6299 – Дмитрий.
