Pathplanning.ru :: автоматическое планирование траектории (2018) (проект) - История изменений

Kyakovlev в 07:23, 11 октября 2018

2018-10-11T07:23:56Z

← Предыдущая версия		Версия от 07:23, 11 октября 2018
Строка 11:		Строка 11:

	=== Что это за проект? ===		=== Что это за проект? ===
			[https://yadi.sk/i/0NbslDLmZCvAmA Презентация проекта]

	Планирование траектории - одна из основополагающих способностей любого интеллектуального агента (робота, персонажа в компьютерной игре и т.д.), поэтому методам планирования пространственных перемещений всегда уделялось (и продолжает уделяться) большое внимание в искусственном интеллекте. Несмотря на кажущуюся простоту это нетривиальная (challenging) задача, для решение которой необходимо не только уверенное знание математических и компьютерных наук, но и изобретательность.		Планирование траектории - одна из основополагающих способностей любого интеллектуального агента (робота, персонажа в компьютерной игре и т.д.), поэтому методам планирования пространственных перемещений всегда уделялось (и продолжает уделяться) большое внимание в искусственном интеллекте. Несмотря на кажущуюся простоту это нетривиальная (challenging) задача, для решение которой необходимо не только уверенное знание математических и компьютерных наук, но и изобретательность.

Kyakovlev: /* Ориентировочное расписание занятий */

2018-10-11T07:21:38Z

Ориентировочное расписание занятий

← Предыдущая версия		Версия от 07:21, 11 октября 2018
Строка 78:		Строка 78:

	=== Ориентировочное расписание занятий ===		=== Ориентировочное расписание занятий ===
	По ~~согласованию~~:		По договренности:

	ПН 16:40-18:00;		ПН 16:40-18:00;

	ПТ 16:40-18:00;		ПТ 16:40-18:00;

	+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.		+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.

Kyakovlev: /* Направления развития */

2018-09-20T06:43:20Z

Направления развития

← Предыдущая версия		Версия от 06:43, 20 сентября 2018
Строка 62:		Строка 62:
	* Разработка GUI-утилит для систем планирования (редакторы карт, трассировщики, отладчики, визуализаторы и др.)		* Разработка GUI-утилит для систем планирования (редакторы карт, трассировщики, отладчики, визуализаторы и др.)

	Отдельное направление развития - интеграция разработанных методов в системы управления мобильными роботами. Как первый шаг в этом нарпавлении - интеграция с ROS, Gazebo (для TurtleBot).		Отдельное направление развития - интеграция разработанных методов в системы управления мобильными роботами. Как первый шаг в этом нарпавлении - интеграция с ROS, Gazebo (для TurtleBot). После успещного выполнения проекта возможент перенос алгоритма на реального робота.

	=== Критерии оценки ===		=== Критерии оценки ===

Kyakovlev: /* Критерии оценки */

2018-09-20T06:42:16Z

Критерии оценки

← Предыдущая версия		Версия от 06:42, 20 сентября 2018
Строка 65:		Строка 65:

	=== Критерии оценки ===		=== Критерии оценки ===
	4-5: Функционал A* реализован в программном коде, все опции (разрешенные движения, вес эвристики, ~~breaking ties стратегии~~ и пр.) hard-coded, проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).		4-5: Функционал A* (и Dijkstra) реализован в программном коде, все опции (разрешенные движения, вес и тип эвристики, разрешенные движения и пр.) hard-coded, проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата, результат работы алгоритма совпадает с эталоном).

	6-7: Функционал A* реализован в программном коде, поддерживаются ~~различные~~ опции поиска (вес эвристики~~, breaking ties стратегии, разрешенные движения~~ и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).		6: Функционал A* (и Dijkstra) реализован в программном коде, поддерживаются все необходимые опции поиска (разрешенные движения, вес и тип эвристики и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата, результат работы алгоритма совпадает с эталоном).

	~~8-9~~: Функционал A, Theta и ~~JPS~~ реализован в программном коде ~~с использованием грамотной иерархии классов (наследование, не дублирование основного функционала и пр.)~~, поддерживаются ~~различные~~ опции поиска (вес эвристики~~, breaking ties стратегии, разрешенные движения~~ и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).		7: Функционал A* (и Dijkstra) реализован в программном коде, поддерживаются все необходимые опции поиска (разрешенные движения, вес и тип эвристики и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата, результат работы алгоритма совпадает с эталоном). Поддерживаются разные уровни логирования (вывода промежуточной информации).

			8: То же, что и на оценку 7 + реализован алгоритм Theta*.

	10: Вполнено дополнительное индивидуальное задание по соглосованию с ментором (это может быть реализация более продвинутого алгоритма, ~~перенос алгоритма~~ на ~~реального робота и пр.)~~.		9: То же, что и на оценку 8 + реализован алгоритм Jump Point Search.

	PS: ~~После выполнения работ возможно перенесение кода для управления реальным колесным роботом~~.		10: Вполнено дополнительное индивидуальное задание по согласованию с ментором (это может быть реализация более продвинутого алгоритма, перенос алгоритма на реального робота и пр.).

	=== Ориентировочное расписание занятий ===		=== Ориентировочное расписание занятий ===

Kyakovlev в 06:32, 20 сентября 2018

2018-09-20T06:32:26Z

← Предыдущая версия		Версия от 06:32, 20 сентября 2018
Строка 76:		Строка 76:

	=== Ориентировочное расписание занятий ===		=== Ориентировочное расписание занятий ===
	По согласованию		По согласованию:
	ПН 16:40-18:00
	ПТ 16:40-18:00		ПН 16:40-18:00;

			ПТ 16:40-18:00;

	+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.		+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.

Kyakovlev в 06:31, 20 сентября 2018

2018-09-20T06:31:25Z

← Предыдущая версия		Версия от 06:31, 20 сентября 2018
Строка 76:		Строка 76:

	=== Ориентировочное расписание занятий ===		=== Ориентировочное расписание занятий ===
			По согласованию
			ПН 16:40-18:00
	ПТ 16:40-18:00		ПТ 16:40-18:00
	+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.		+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.

Kyakovlev в 16:22, 18 сентября 2018

2018-09-18T16:22:49Z

← Предыдущая версия		Версия от 16:22, 18 сентября 2018
Строка 3:		Строка 3:
	\|mentor=Константин Яковлев		\|mentor=Константин Яковлев
	\|mentor_login={{URLENCODE:Kyakovlev\|WIKI}}		\|mentor_login={{URLENCODE:Kyakovlev\|WIKI}}
	\|semester=Осень ~~2017~~		\|semester=Осень 2018
	\|course=2		\|course=2
	\|summer=on		\|summer=on

Kyakovlev: Новая страница, с помощью формы Новый_проект

2018-09-18T16:20:31Z

Новая страница, с помощью формы Новый_проект

Новая страница

{{Карточка_проекта
|name=Pathplanning.ru :: автоматическое планирование траектории (2018)
|mentor=Константин Яковлев
|mentor_login={{URLENCODE:Kyakovlev|WIKI}}
|semester=Осень 2017
|course=2
|summer=on
|number_of_students=10
|categorize=yes
}}

=== Что это за проект? ===
Планирование траектории - одна из основополагающих способностей любого интеллектуального агента (робота, персонажа в компьютерной игре и т.д.), поэтому методам планирования пространственных перемещений всегда уделялось (и продолжает уделяться) большое внимание в искусственном интеллекте. Несмотря на кажущуюся простоту это нетривиальная (challenging) задача, для решение которой необходимо не только уверенное знание математических и компьютерных наук, но и изобретательность.

[[Файл:Pplru-robo.jpg|320px]]

В научной лаборатории, в которой я работаю, мы с коллегами уже не первый год занимаемся этой интересной тематикой: ведем научные исследования, публикуемся в научных журналах, делаем доклады о наших новых разработках на конференциях и семинарах. Предлагаю и вам познакомиться с областью path finding и овладеть базовыми алгоритмами, которые в дальнейшем можно будет развивать, совершенствовать и применять в реальных системах (навигационные сервисы, робототехника и др.).

[[Файл:Pplru-1.png|320px]][[Файл:Pplru-2.png|320px]]

В рамках предлагаемого проекта вы познакомитесь с основными '''методами планирования траектории на плоскости''', такими как A*, Theta*, JPS, изучите теоретические основы их работы, а также программно их реализуете.

В дальнейшем возможно развитие проекта с его трансформацией в дипломную работу (выпускную квалификационную работу бакалавра) высокого уровня, содержащую как научную часть (методы и алгоритмы интеллектуального планирования траектории), так и практическую – программную реализацию алгоритмов. В дальнейшем также возможно участие в научных исследованиях и проектах по этой тематике (написание статей, поездки на конференции и т.д.).

PS: Пример системы, разработанной моими студентами в рамках проектных/курсовых/дипломных работ: '''[http://pathplanning.ru pathplanning.ru]''' (используется привязка к реальным данным Openstreetmaps + собственноручно реализованные алгоритмы планирования).

PPS: Обратите также внимание на проекты [http://wiki.cs.hse.ru/%D0%A3%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA:Panov.ai А.Панова].

=== Чему вы научитесь? ===
* алгоритмам эвристического поиска на практике
* основам ООП на практике (работа с классами)
* современным технологиям разработки ПО (IDE, отладка и др.)
* основам разработки кросс-платформенных приложений

=== Какие начальные требования? ===
* базовая математическая и алгоритмическая подготовка.
* С/С++.
* основы ООП.
* технический английский (для чтения руководств, статей и пр. научно-технической литературы).

=== Какие будут использоваться технологии? ===
* C++ в качестве языка программирования.
* Qt.Creator в качестве IDE.
* XML в качестве формата входных/выходных данных.

=== Темы вводных занятий ===
* О проблеме планирования траектории, ее месте в искусственном интеллекте и робототехнике
* О планировании траектории, как о задаче поиска пути на графе специального вида (формальная постановка задачи, основные методы и алгоритмы)
* О среде разработки Qt.Creator, об используемых форматах входных/выходных данных
* Об эвристических алгоритмах поиска пути на графе специального вида
* О программной реализации алгоритмов семейства A* (декомпозиция на функциональные блоки, выбор структур и контейнеров для хранения данных поиска)

Занятия будут проводится в течении всего срока выполнения проекта и соответствовать текущей фазе (сначала - общие вопросы, потом - специализированные).

=== Направления развития ===
* Планирование в 3D
* Any-angle и angle-constrained планирование (ANYA*, LIAN и др.)
* Многоагентное планирование (M*, CBS и др.)
* Планирование в динамической среде (D*, D* Lite)
* Алгоритмы семейства RRT
* Разработка GUI-утилит для систем планирования (редакторы карт, трассировщики, отладчики, визуализаторы и др.)

Отдельное направление развития - интеграция разработанных методов в системы управления мобильными роботами. Как первый шаг в этом нарпавлении - интеграция с ROS, Gazebo (для TurtleBot).

=== Критерии оценки ===
4-5: Функционал A* реализован в программном коде, все опции (разрешенные движения, вес эвристики, breaking ties стратегии и пр.) hard-coded, проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).

6-7: Функционал A* реализован в программном коде, поддерживаются различные опции поиска (вес эвристики, breaking ties стратегии, разрешенные движения и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).

8-9: Функционал A*, Theta* и JPS реализован в программном коде с использованием грамотной иерархии классов (наследование, не дублирование основного функционала и пр.), поддерживаются различные опции поиска (вес эвристики, breaking ties стратегии, разрешенные движения и пр.), проект компилируется и корректно работает (выходной файл требуемого формата).

10: Вполнено дополнительное индивидуальное задание по соглосованию с ментором (это может быть реализация более продвинутого алгоритма, перенос алгоритма на реального робота и пр.).

PS: После выполнения работ возможно перенесение кода для управления реальным колесным роботом.

=== Ориентировочное расписание занятий ===
ПТ 16:40-18:00
+ телеграмм-группа 24/7 для максимально-оперативного решения вопросов.