В Вене с погодными условиями все было значительно лучше (+20 и ясное небо). Конкурс проходил внутри помещения, поэтому погодных капризов мы уже не боялись.

В силу ограниченности бюджета и времени было принято решение использовать на соревнованиях в Вене того же самого робота и тот же самой подход, что и на соревнованиях КРОКа.

Мы основывались на связке AR.Drone + наземная станция в виде ноутбука. Такой выбор (еще в период подготовки к КРОКу) был обусловлен тем, что AR.Drone по-сути из коробки уже умеет летать и существуют SDK, с помощью которого мы могли управлять им по Wi-Fi. Правда сейчас уже имея опыт работы с ним, я склоняюсь к тому, что необходимо собирать другой квадрокоптер и стремиться реализовать все вычисления на борту. По-сути к AR.Drone у меня 3 претензии. Это Wi-Fi, проблематичность аппаратного расширения и закрытый исходный код. Собственно аппаратную часть нашего AR.Drone нам удалось расширить путем подключения к нему дополнительных ультразвуковых дальномеров через плату Arduino Nano, подключенную через бортовой USB. Схематично это выглядит следующим образом.



Эти дальномеры мы использовали только на конкурсе КРОКа для ориентации в лабиринте, а на соревнованиях в Вене основной хак AR.Drone заключался в том, что мы повернули переднюю камеру вниз и ориентировались именно по ней.

На ноутбуке все наше ПО основывалось на фреймфорке ROS. Преимуществ его использования достаточно много, на мой взгляд основное — возможность тестировать код на виртуальной модели в среде физической симуляции Gazebo. По-сути переход от виртуальной модели к реальной происходит без каких-либо переделок кода (только несколько настроек параметров регуляторов и системы компьютерного зрения). Возможность моделирования позволяет не только создать рабочий код без реального дрона, но и позволяет уже в поле проверять изменения кода до того, как он будет использован на реальном квадрокоптере.

Что касается дисциплины Air Race, то правила там достаточно демократичные. Они разрешают использовать внутри поля любые дополнительные навигационные метки (и пассивные, и активные). Единственое ограничение состоит в том, что робот должен облетать столбы по “восьмерке”, причем она чисто условная и не должен касаться стен, столбов и пола. Ряд команд активно пользовались этим. Например, команда из Польши использовала дополнительного робота, который едет внизу по пунктирной линии, а квадрокоптер летит за этим роботом. В прошлом году они заняли первое место, а в этом их подвела надежность и они не смогли пролететь ни одного круга. Некоторые команды устанавливали дополнительные визуальные маркеры для ориентирования, а команда из Канады, вообще установила внутрь 2 кинекта, но у них тоже ничего не получилось.

Мы решили не использовать ничего дополнительного на поле, а ориентироваться строго по пунктирной линии, нанесенной на полу. Соответственно ключевые функции системы управления были основаны на принципах компьютерного зрения. Основная идея была в следующем:

    Ищем на изображении черные прямоугольники
    Делим их на группы в соответствии с их углом наклона к вертикали.
    Относим к первой группе те прямоугольники, которые наиболее вертикальны.
    Проводим через центры прямоугольников первой группы прямую.
    Формируем команду управления таким образом, чтобы полученная прямая занимала вертикальное положение.