Разработка, тестирование и доработка опытного образца робототехнического комплекса. (заключительный)

Объектом исследования являются модульная конструкция опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки, предназначенная для применения в области фото- и видеосъёмки туристических объектов и туристов на туристических локациях. Цель работы разработки – опытные конструкторские работы по разработке модульной конструкции опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки. Программная разработка системы управления робототехническим комплексом фото- и видеосъёмки в ручном и автоматическом режиме, системы передачи видеопотока с борта конструкции, разработка алгоритмов искусственного интеллекта для голосового общения с пользователями. В процессе работы произведена разработка конструкции, состоящая из отдельных модулей с заданными функциями и программными алгоритмами работы. Из данных отдельных модулей собирается единая конструкция с комплексными возможностями функционирования в одном из двух режимов версий: 1. Версия с искусственным интеллектом – предназначена для следования по маршруту канатной дороги по программному заданию с функцией сопровождения пользователей по маршруту голосовым искусственным интеллектом, видеозаписи пользователей в формате видео 360 градусов на обзорный угол, высококачественной фотосъёмки пользователей. 2. Версия с виртуальной реальностью – предназначена для следования по маршруту канатной дороги по программному заданию с функцией трансляции видео в формате 360 градусов на обзорный угол с возможностью обработки видео для гарнитуры виртуальной реальности с дальнейшем просмотром видео пользователями в формате VR. В процессе разработки программного обеспечения разработаны режимы работы необходимы для выполнения функционирования робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки: - Ручной режим управления. Режим позволяет выполнять ручное управление механическими перемещениями и отображение информации с датчиков установленных на борт конструкции. Ручной режим применяется для отладки механических узлов и датчиков при сборке конструкции и настройка прохода конструкции по маршруту канатной дороге. - Автоматический режим управления. Режим применяется для организации перемещения конструкции в автоматическом режиме по заданной программе, составленной из отдельных функциональных блоков в определённой последовательности. Автоматический режим позволяет организовать сопровождение пользователей по маршруту в автоматическом режиме или организовать трансляцию видеопотока в автоматическом режиме. - Режим передачи видеопотока. Режим позволяет организовать прямую трансляцию с борта робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки. Режим позволяет выполнить действие трансляции видеопотока с дальнейшей возможностью просмотра на YouTube платформе в формате панорамного просмотра или VR просмотра. - Режим общения искусственного интеллекта с пользователями. Режим позволяет организовать общение искусственного интеллекта с пользователями и сопровождение пользователей по маршруту канатной дороге. Режим позволяет выполнить действия: приветствия пользователей, предоставление расширенной информации, предоставление инструкций для получения качественных фото- и видеоматериалов, заключение, сбор данных и отзывов. В процессе работы проводились испытания отдельных модулей конструкции и сборочных конструкций двух версий опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки, произведено тестирования программного обеспечения сервисного, ручного управления, автоматического режима управления и системы видеопередачи транслируемого видеопотока. По итогам испытании и тестирования конструкции опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки подтверждены характеристики технического задания этапа разработки: - Скорость перемещения опытного образца робототехнического комплекса вперед/назад по канатной дороге – до 0,3 м/с - Точность определения пройденного пути опытным образцом робототехнического комплекса – (+/-) 50 мм от заданной точки на канатной дороге - Максимальные углы подъёма/спуска при перемещении по канатной дороге опытного образца робототехнического комплекса – подъём 30 градусов, спуск -30 градусов относительно горизонта - Класс безопасности лазера – 3R класс безопасности - Слышимость пользователями голосового искусственно интеллекта – расстояние до 5 метров при порывах ветра до 10м/с, уровень слышимости 35 дБ - Видеосъемка – 360 градусов на угол обзора с разрешением 5760x2880 - Кадровая частота видеосъемки - 30 FPS - Фотосъемка – разрешение 5472x2328 - Углы поворота фотокамеры в конструкции опытного образца робототехнического комплекса – от 0 градусов до -90 градусов относительно горизонта - Автономное время работы конструкции опытного образца робототехнического комплекса – до 3 часов Для искусственного интеллекта: - Диапазон громкости распознаваемых входных звуковых данных - 45 дБ - 65дБ - Скорость обработки данных - до 2 секунд. - Пословная ошибка - 5% - Точность анализа речи - 85% - Максимальная распознаваемая скорость речи - 7,5 слогов/сек Габариты: AI - версия – 426Х260Х680 VR – версия – 362Х260Х732 Устройство крепления на деревья и опорные столбы – 730Х195Х150 Устройство крепления на дне озер – 548Х316Х2000 Масса: AI – версия – 4.82 кг VR – версия – 4.9 кг. Устройство крепления на деревья и опорные столбы – 0,7 кг. Устройство крепления на дне озер – 7.3 кг Условия эксплуатации, использования научно-технического продукта: Для версии модуля с искусственным интеллектом: - Максимальная температура воздуха: +40С - Минимальная температура воздуха: -20С - Степень защиты: IP44 - Воздействия скорости порывов ветра на конструкцию: до 10 м/с - Влажность воздуха: до 80% - Минимальный уровень освещения окружающей среды: 100 LUX Для версии модуля с виртуальной реальностью: - Максимальная температура воздуха: +40С - Минимальная температура воздуха: -20С - Степень защиты: IP68 - Воздействия скорости порывов ветра на конструкцию: до 10 м/с - Влажность воздуха: до 100% - Минимальный уровень освещения окружающей среды: 100 LUX - Соленость воды до 40% - Давление воды на корпус модуля: до 0,6 bar По итогам произведенных опытно-конструкторских работ получена модульная конструкция опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки с функциональными возможностями: передвижения по канатной дороге в автоматическом режиме, отстыковки и пристыковки модуля с оборудованием видеопередачи в сетях 4G при перемещении в подводном и надводном положение, перемещение модуля в подводном положении по канатной дороге, автоматического зацепа за вертикально и горизонтально расположенные канаты, изменения траектории движения под углом заданным канатной дорогой, остановки в заданных точках на определенное время для осуществления фотосъемки в автоматическом режиме, высококачественной видеосъемки с углом обзора на 360 градусов в автоматическом режиме, сопровождения пользователей голосовым искусственным интеллектом с заданным алгоритмом общения с пользователями, лазерной проекции световой рамки соразмерной размеру фото - кадра, программного задания поворота фотокамеры на определенный угол, программного задания скорости перемещения, программного задания точек остановки в зависимости от пройденного пути, программного задания перемещения по направлению вперед и назад в зависимости от положения на канатной дороге, перемещения по канатной дорогое в управляемом программном ручном режиме, беспроводной передачи в сетях 4G видеотрансляции в формате с углом обзора на 360 градусов, запаса электроэнергии. Экономическая эффективность: Заявленное техническое решение позволяет организовать высококачественную фото – и видеосъёмку пользователей на туристических локациях в формате путешествия по заданному маршруту в сопровождении голосового искусственного интеллекта, организовать туристические VR – путешествия по эколокациям в дикой природе, по подводному миру и труднодоступных местах на отвесных скалах. Применение робототехнического комплекса фото – и видеосъёмки на туристических локациях позволяет предоставить пользователям высококачественные фото – и видеоматериалы туристических путешествий, совершать VR – обзорные путешествия на туристических локациях из любой точки мира. В целях коммерческого развития мест с туристическими локациями робототехнический комплекс фото – и видеосъёмки позволяет увеличить привлекательность, обеспечить продвижение и повысить посещаемость туристических локаций. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: Для дальнейшего технического развития объекта исследования необходимо произвести следующие опытно-конструкторские работы и работы по разработке программного обеспечения: - Заменить установленные экшен-камеры Insta 360 до новых моделей Insta 360 1 inch; - Заменить бортовой компьютер Raspberry Pi 4 на новую модель Raspberry Pi 5; - Разработать печатную плату на которой возможно разметить все необходимые элементы с удобным подключением при помощи шлейфов; - Разработать и внедрить в конструкцию систему машинного зрения на основе искусственного интеллекта, которая позволит отслеживать пользователей и производить синхронное перемещение конструкции по канатной дороге при движении и остановки пользователей по маршруту; - Разработать систему голосового управления механическими перемещениями на основе искусственного интеллекта; - Разработать удобное онлайн приложение для пользователей с возможностью предоставления пользователям предварительного просмотра отснятого материала, возможности онлайн оплаты и прямой загрузки фото- и видеоматериалов в социальные сети. Для дальнейшего коммерческого развития объекта исследования необходимо произвести работы по внедрению и продвижению: - Тестирование и размещение на локациях спортивного туризма: вэйкборд, сноуборд, горные лыжи, коньки на дорожках, роликовые коньки, веревочные парки, троллей; - Тестирование и размещение на локациях экотуризма: экотропы и экопарки; - Участие в национальных конкурсах с целью запроса на продвижение разработки; - Разработка статей для тематических журналов по теме туризма; - Участие в тематических выставках туризма; - Продвижение по средствам сообщества видео-блогеров. - Организовать международное продвижение технологии в странах с развитыми туристическими направлениями: Турция, ОАЭ, Египет, Вьетнам, Китай. Объекты интеллектуальной собственности, полученные в результате выполнения работы: 1. Полезная модель – “Робототехнический комплекс фото- и видеосъёмки”. 2. Программа ЭВМ – “Программное обеспечение для управления робототехническим комплексом фото- и видеосъёмки в ручном и автоматическом режиме Cinematic 360”. Оценка выполненной работы: Научно-исследовательские, опытно-конструкторские работы и работы по разработке программного обеспечения систем управления робототехническим комплексом фото- и видеосъёмки выполнены в полном объёме, получены и подтверждены технические данные и характеристики опытного образца робототехнического комплекса фото- и видеосъёмки в соответствии с техническим заданием и календарным планом этапов разработки.