无人帆船开源套件详解-WRSC比赛介绍

fanfan   ·   发表于 6个月前   ·   开源无人船控制系统



WRSC, 全称: World Robotics Sailing Championship. 即世界机器人帆船锦标赛, 是具有较高学术要求, 实用价值, 并且贴合当下海洋热门主题的一项赛事, 是世界上规模最大, 历史最悠久的无人帆船赛事. 2008年在奥地利首次举办起, WRSC已在欧洲国家成功举办过11届比赛, 并于2019年首次在欧洲地区之外的中国宁波成功举办. 推动了无人帆船研究及海洋机器人技术的进步, 是无人帆船领域最具权威性和挑战性的比赛.

 

WRSC20192019825日至31日举办, 分为竞赛和学术会议两部分. WRSC2019吸引了包括浙江大学, 上海交通大学, 华中科技大学等国内知名院校的参与. 同时欧美老牌强队, 包括南安普顿大学, 亚伯大学也参加了比赛. 此外, WRSC2019还得到了中国自动化学会, 宁波工业互联网研究院, 浙江省体育局的大力支持. 最终浙江大学ZMART代表队披荆斩棘, 获得了WRSC2019的冠军.

为了进一步推广和普及无人船相关的人工智能与无人控制技术,帮助各科研院所与各类用户快速搭建无人船控制系统平台,我们联合浙江大学对比赛中成功应用的无人帆船控制系统进行了整合与优化,联合开发了“开源无人帆船控制系统套件”围绕赛事要求以及应用陆续推出相关培训教程

本期推出基础教程内容包括:

1. WRSC比赛介绍: 介绍WRSC赛事及历史, 回顾WRSC2019, 并介绍比赛项目内容, WRSC对工程师技能层次考察和控制系统结构.

2. 无人帆船航行基础: 介绍标准船体, 分析风帆船动力来源, 讲解控制逻辑思路, 提出控制系统需求.

3. 无人帆船控制系统搭建: 对开源无人帆船控制系统套件开箱展示和介绍, 组装与安装开源无人帆船套件至标准船体.

4. 无人帆船基础应用案例调试: 针对开源无人帆船套件硬件安装完毕后上电启动过程的讲解, 并对各传感器和执行器的初始化及测试进行详细介绍.

5. 控制系统调试与航行: 对整船进行下水前的准备和启动工作, 以及介绍ROSBAG的原理和使用方法.

第一次课程WRSC2019为例,对赛事进行整体介绍

 

[视频1]

 

无人帆船其他机器人系统的本质区别在于,其动力是外界不可控制的风力,而帆船无法迎着风向航行。无人帆船需要不断观察风向的变化,并且根据目标位置实时调整航行策略。


在竞速比赛中,帆船需要从开始线出发,绕过三个坐标点,并通过终点线。用时短的队伍获得相对于的排名高,最终冠军则由四个方面的综合排名决定。


第二项挑战则是帆船的操控和避障能力。无人帆船作为一种长续航海洋观测的载体,需要能够在海洋中采集观测数据,为我们理解海洋提供数据基础。为了安全可靠的在大海中采集数据,无人帆船需要在不借助船锚的情况下在海域中保持自身的位置。在这项挑战中,帆船需要使用舵和帆的配合完成虚拟锚定任务。在指定时间内,锚定平均半径小的队伍则排名高。


第三项挑战的内容则贴合了今年互联海洋智能的赛事主题,帆船需要通过各自协同探索大片未知海域。独木不成林,船舶间的通力合作可以帮助我们更高效地测量整片海域。其中的评分规则为,帆船每遍历一个区域内的方格就可以获得一分的奖励。为了鼓励船舶间的协同,首先遍历其他队伍没有搜索过区域的船舶会获得额外加分。最终得分高的队伍获得更高排名。

 

最后一项挑战捉迷藏则是一项全新的赛事内容,其挑战目标在于考察帆船的动态追踪及自主路径规划的能力。参赛队伍根据前三项比赛的排名,名次接近的队伍两两一队进行比赛。在比赛中,船帆上会在两侧各贴一张A4纸大小的AprilTag。如果队伍成功发现并识别出AprilTag则得三分,相反的队伍可以选择在两个属于自己的圆形区域间躲避航行,每成功航行一程得一分。最终得分由识别与躲避分相加,得分高者排名高。


 

本期就到此结束了, 下一课将介绍无人帆船控制相关技术基础知识,欢迎大家持续关注感谢大家的观看! 欢迎大家与我们联系讨论或获取最新资料与消息, 谢谢!

本项目开源地址: https://github.com/supcon-nzic

视频课程发布地址https://space.bilibili.com/523291792

 

 

 

 浙江大学无人系统协会&&宁波中控微电子有限公司

                        

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fanfan
发表于 1个月前

无人帆船航行基础


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发表于 1个月前

无人帆船控制系统搭建


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fanfan
发表于 1个月前

无人帆船基础应用案例调试


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