Päämainos
GIM Robotics testasi Helsingissä kuljetusrobotteja
Kuljetukset 19.01. 07:29

GIM Robotics testasi Helsingissä kuljetusrobotteja

Robotti pystyy kaupungissa kulkemaan helpommin pistepilvikartalla kuin satelliittipaikannuksella.

19.01.2022
Teksti Esko Lukkari kuvat Forum Virium

Helsingin Jätkäsaaressa on kokeiltu vuoden 2021 lopulla LMAD-hankkeessa kehitettyä lähettirobottia. Robotti kuljetti DB Schenkerin paketteja alueen asukkaille. Kokeilussa hyödynnettiin pistepilvikarttaa.

Robottiin oli tallennettu kaksitoista reittiä, joita se kulki itsenäisesti. Liikkumisen mahdollistivat ennakkoon toteutetut pistepilvikartat eli laserkeilauksella koostetut kolmiulotteiset kuvaukset ympäristöstä. Reittien ansiosta iso osa Jätkäsaaresta tallentui suureksi joukoksi 3D-pisteitä, joka muistuttaa kolmiulotteista kaupunkikuvaa. 

Forum Virium kertoi kokeilusta verkkosivullaan 14.1

Lähettirobotin robotiikan tehnyt GIM Robotics soveltaa pistepilvikarttoja robotiikkaan. Robotissa on sensoreita, joilla se havainnoi ympäristöään. Kone vertaa saatuja havaintoja olemassa oleviin, samankaltaisilla sensoreilla koottuihin pistepilviin. Vertailu kertoo robotille, missä se sijaitsee. 

Kartta vahvistaa robotille paikat

Robotin pitää osata väistää sekä liikkuvia että paikallaan pysyviä kohteita ja edetä ennalta määrättyä reittiä oikeisiin paikkoihin. Sen täytyy hahmottaa, missä se itse on suhteessa ympäristöönsä, kuten mahdollisiin esteisiin tai vaihtoehtoisiin kulkuväyliin. 

Pistepilvikartat ovat yksi tapa hahmottaa robotille sen ympäristöä. Ne rakentuvat yhden tai useamman laserkeilaimen keräämistä pistepilvistä. Jätkäsaaren robotille luotiin kartta ennakkoon ja testaajat tarkistivat, että kartta vastaa todellisuutta. 

Pistepilvikartat kuvaavat ympäristöään yksityiskohtaisesti. Kolmiulotteisesta pistepilvestä voidaan tarkastella ympäristön eri kohteita ja niiden mittoja ja sijainteja. Niistä voidaan arvioida kohteiden geometrisia ominaisuuksia, kuten kaarevuutta, kaltevuutta tai tasaisuutta. Arvioiden avulla voidaan tuottaa ennusteita robotille soveltuvasta liikkumatilasta.

Laserit tuottavat kartan yhdistelemällä etäisyys- ja kulmamittauksia kaikista niistä pinnoista, joista säde heijastuu takaisin. Näin karttaan piirtyvät maanpinta teineen ja jalkakäytävineen, rakennukset, pylväät, vesistöt, puut ja kaikki muu ympäröivä todellisuus. 

Käytännössä liikkuvat kohteet suodatetaan pois pistepilvestä toistuvan keilauksen avulla ja robotin liikettä hyödyntäen. Koska mittauksia otetaan samasta kohdasta useita, liikkuvat ihmiset, pyöräilijät ja autoilijat voidaan poistaa datasta ennen kartan muodostamista.

Pysäköidyt autot jäävät karttaan, mutta se ei haittaa robottia. Se osaa paikantaa itsensä, vaikka jokin auto olisi lähtenytkin kartan muodostamisen ja robotin tekemän mittauksen välillä, koska pysäköidyt autot ovat yleensä isompien, pysyvien rakennusten tai maamerkkien ympäröimiä. 

Tekniikka harpannut viime vuosina

Pistepilvikartoissa käytettyjen menetelmien kehitys alkoi jo 1980-luvun lopulla, mutta harppauksia on otettu varsinkin viime vuosina. Kartat ovat yleistyneet muun muassa maanmittauksessa, maantieteessä ja rakentamisessa. Kartoituksessa lähtöaineistoina käytetyt pistepilvet ovat usein robotiikassa käytettyjä pistepilviä tarkempia.

“Robotiikka ja sen avulla ikään kuin sivutuotteena tuotetut kolmiulotteiset aineistot mahdollistavat uusia ja mielenkiintoisia sovelluksia, mikäli niitä osataan hyödyntää oikein”, sanoo verkkojutussa tutkimusprofessori Antero Kukko Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

Hän on tutkinut laserkeilausta kollegansa Harri Kaartisen kanssa yli kymmenen vuotta. Kaksikko on maailman mittaluokassa alansa parhaita hyperspektrilaserkeilauksessa. 

“Olisi hyödyllistä, mikäli meillä olisi sähköinen datapankki ja kauppapaikka, jossa eri toimijat voisivat yhdistää aineistonsa, ja kartat olisivat vapaasti hyödynnettävissä. Kun tähän lisätään kaupunkien, kuntien ja valtion virastojen avoimet tietovarannot, joiden avulla voimme varmistaa aineistojen laatuun liittyviä haasteita, voisimme vähitellen rakentaa todellista digitaalista Suomea”, Kukko sanoo. 

Pistepilvikartat ovat tiiviisti rakennetussa ympäristössä roboteille luotettavampia kuin satelliittipaikannus (kuten GPS), joka vaatii suoran näkyvyyden taivaalle. Pistepilveen perustuva menetelmä toimii hyvin katukuiluissa, pimeässä, siltojen alla ja esimerkiksi rapuissa, joissa satelliittipaikannussignaalia ei välttämättä ole saatavilla.

JAA