Летающая робототехника

  • информатика
  • физика
  • Дает 100 баллов на ЕГЭ

«Технология дронов может раскрыть весь свой потенциал только тогда, 
когда сбор и анализ данных достигают высочайшего уровня автоматизации».

RussianDrone.ru

Профиль «Летающая робототехника» дает возможность участникам получить знания в области летающих робототехнических систем. 

Задачи профиля погружают в профессиональную работу платформой программируемого квадрокоптера «Клевер» на базе Robot Operating System (ROS). Умение работать с ROS открывает широкие возможности в области робототехники. Глобальное сообщество ROS на данный момент является самым большим и открытым. На протяжении всего цикла Олимпиады, специалисты области помогают участникам перейти от теоретических знаний школьных предметов к эксплуатации реальных робототехнических систем. На финале участники реализуют свой инженерный потенциал для разработки и интеграции современных технологий в летающие робототехнические платформы, которые позволят решить актуальную проблему в сфере применения беспилотников. 

Участие в олимпиаде служит мощным стартом для создания собственных высокотехнологичных проектов и стартапов в области робототехники и беспилотных летательных аппаратов, а также позволяет найти единомышленников и собрать перспективную команду для будущих исследований.

Разработками задач для каждого из этапов занимаются эксперты своих отраслей — руководители лабораторий вузов, преподаватели школ и университетов, технологические компании, которые учитывают опыт проведения других крупных чемпионатов и конкурсов, в том числе международных.

Разработчики

  • ООО «Коптер Экспресс Технологии»
  • ГБНОУ «Академия Цифровых Технологий»

Отборочные этапы

На первом отборочном этапе участникам предстоит решать задачи по физике и информатике.

Задачи второго отборочного этапа направлены на изучение строения и систем управления БПЛА, программирование на языке Python, работу с ROS и машинное зрение.

Все задания будут выполняться и проверяться на онлайн-платформе Stepik и включать следующие тематики: 

  • общее знание устройства и функционирования летающей робототехнической системы;

  • использование нейронных сетей;

  • задача на распознавание объектов.

Каждый член команды выбирает своё направление и ответственен за финальный результат и решение задач по своей тематике. Команда ответственна за весь результат.

Региональные хакатоны — освоение новых знаний, проверка навыков работы в команде как отдельных участников, так и сформированных команд (если все участники из одного города).

Требования к участникам:

  • Программирование на Python.
  • Базовые навыки работы с ROS.
  • Базовые навыки работы с летающими робототехническими системами.
  • Базовые навыки работы с базами данных.
  • Базовые навыки работы с нейронными сетями.
  • Базовые навыки работы с компьютерным зрением.

Заключительный этап

Необходимость автоматического сбора, обработки и анализа данных (фото, видеоизображений) возникает при решении различных прикладных задач, включая задачи автоматизации управления техническими средствами, мониторингом, в том числе при использовании летающих робототехнических систем.

Качественные данные идут вместе с квадрокоптером, который является самым важным фактором развития индустрии беспилотных летательных аппаратов. Беспилотные летательные аппараты часто генерируют большие объемы данных — иногда даже больше, чем мы можем контролировать. Беспилотные летательные аппараты повышают ценность для пользователя только при наличии способов быстрой обработки данных без дополнительных усилий в этом процессе. Чем быстрее, точнее и проще будут проанализированы изображения, тем лучше. 

На финале участникам необходимо:

  • разработать и реализовать алгоритм системы сбора и передачи данных с квадрокоптера на наземную станцию (или на сервер хранения данных) посредством беспроводной связи;

  • произвести постобработку и классификацию данных, например, распознать с воздуха объекты (лица, силуэты, знаки) на местности, обработать и передать клиенту.

Знания:

  • Физика: электрический ток: сущность, определение, источники тока; сила тока, электрическое напряжение, сопротивление: определение, формулы, измерение; закон Ома; последовательное и параллельное соединение проводников; электрическая цепь и составные её части; определение координат движущегося тела; относительность движения.

  • Информатика: основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования; структуры хранения и обработки данных; компьютерная графика; реляционные базы данных и СУБД (системы управления базами данных); методы обработки массивов; компьютерная графика; механизмы обработки исключений построение графиков; работа с библиотеками.

  • Математика: тригонометрия; геометрия; теория графов; функции и их графики.

Hard Skills:

  • Язык программирования Python.
  • Основы программирования на С++.
  • Фреймворк ROS.
  • Методы работы с базами данных.
  • Методы работы с компьютерным зрением и OpenCV.
  • Симуляционная среда Gazebo.

Soft Skills:

  • Работа в команде.

  • Тайм-менеджмент.

  • Коммуникативные навыки.

  • Проведение презентаций.

  • Нацеленность на результат.

  • Планирование и целеполагание.

  • Проектное мышление.

  • Делегирование задач.

  • Точность и аккуратность при эксплуатации техники, соблюдение правил техники безопасности.

  • Умение быстро принимать решения в непредвиденных ситуациях (например, при написании кода для выполнения квадрокоптером миссии была допущена ошибка: квадрокоптер резко набирает высоту, устремляясь в потолок — необходимо успеть перевести квадрокоптер в ручное управление и посадить).

Численность команды и роли

Для участия на втором и заключительном этапах вам понадобится команда из 3−4 человек:

Инженер-программист Python: написание кода для автономного полета коптера, работа с сервером при необходимости, работа в симуляторе Gazebo.

Инженер-программист (С++/Python): нейронные сети, компьютерное зрение.

Инженер-техник: техобслуживание коптера, тестировщик, пилот. 

Математик, аналитик, лидер команды: создание и апробация математических моделей, произведение расчетов, осуществление общего руководства работой команды, распределение обязанностей и контролироль выполнения проекта.

Материалы для участников

Рынки НТИ

  • AeroNet