Как мы создавали третье поколение роботов-курьеров

2

Первые роботы-курьеры Яндекса появились на улицах в ноябре 2019 года. За два года они доставили десятки тысяч заказов по всему миру. Они работали в морозную зиму и жаркое лето, проезжали по пустынным тротуарам во время пандемии и пробирались сквозь переполненные улицы в час пик.

Мы хотим, чтобы наши разработки одинаково хорошо работали в любой точке мира. Поэтому мы используем роверы в самых разных условиях и наблюдаем, как они себя ведут, — это позволяет понять, как сделать роботов ещё лучше.

Сейчас на улицы выходит уже третье поколение роботов-курьеров. В этом посте мы расскажем о процессе создания нового ровера: от разработки концепта до финальных испытаний.

Создание концепта и новые решения

Новый ровер сообща разрабатывают сразу несколько команд. Команды, которые каждый день взаимодействуют с роботами и теми, кто их использует, высказывают пожелания, что можно улучшить. Инженеры и разработчики предлагают, как доработать сенсоры и вычислительную часть. Своими идеями также делятся дизайнеры и конструкторы.

Когда мнения собраны, начинается работа над проектом. Дизайнер показывает предварительный концепт, а на его основе инженеры создают детализированную 3D-модель и проверяют, можно ли корректно расположить компоненты в придуманном варианте корпуса.

Затем проект ещё раз обсуждают и вносят доработки — например, чтобы упростить обслуживание робота или повысить надёжность тех или иных узлов. 

Варианты конструкции крышки. Для нового поколения выбрали вариант слева, где петля для надёжности интегрирована в крышку

Что мы улучшили

Одним из пожеланий к новому поколению роверов было сделать изображение с камер и лидара более детальным. 

У третьего поколения роботов новый лидар —  он расположен в передней части корпуса и слегка наклонён вперёд. У него шире угол обзора по вертикали, а число испускаемых лучей увеличилось с 16 до 64. За счёт этого робот лучше видит близкие объекты.

Также ровер оснастили новыми камерами с углом обзора больше 180 градусов. Под лидаром появилась дополнительная камера с большим фокусным расстоянием. Она помогает роботу отчётливо видеть светофоры на противоположной стороне даже очень широкой дороги. 

Дизайнеры и конструкторы предложили сделать робота менее округлым. За счет прямоугольной формы получилось увеличить полезный объём грузового отсека. Например, теперь в него помещаются пятилитровые бутыли воды, которые часто заказывают в магазинах. При этом размеры робота практически не изменились.

Поиск баланса между высотой отсека и углом обзора лидара

Новый ровер сможет перевозить в 60-литровом отсеке до 20 кг груза — к примеру, шесть 40-сантиметровых пицц и четыре двухлитровые бутылки газировки. В робота второго поколения помещается пять пицц без газировки.

Чтобы ровер мог работать практически без перерывов, конструкторы оснастили его съёмной батареей. Теперь ему не нужно брать паузу для зарядки — замена севшего аккумулятора на свежий занимает меньше минуты. Когда аккумулятор снят, ровер питается от небольшой резервной батареи.

Подвеска третьего поколения стала мягче. Теперь роботам легче забираться на высокие бордюры, ездить по бездорожью, преодолевать снежную кашу и другие сложные участки пути. А заодно они стали тише передвигаться по плитке, брусчатке и на съездах с бордюров.

Роботы-курьеры постепенно становятся частью городской среды, и мы хотим, чтобы они органично в неё вписывались. Поэтому у роверов третьего поколения не такая броская расцветка, как у их предшественников. При этом их лучше видно в темноте — теперь у них есть светодиодные фары.

Производство и тестирование

Мы сами разрабатываем большинство элементов для роботов, включая камеры, парктроники, платы, корпуса, шины, металлические элементы конструкции и другие компоненты. И тщательно проверяем их перед запуском в производство.

Для каждой детали есть отдельный испытательный стенд. Например, подвеску перед выездом в город проверяют на установке, которая называется шейкер. Робота устанавливают на стенд и запускают. Вращение колёс приводит в движение колёсики шейкера — они воспроизводят езду по неровной поверхности со скоростью 7,2 км/ч.

Два дня испытаний на шейкере дают такую же нагрузку на подвеску, как две недели работы в городе или 350 км реальных дорог. 

Испытание подвески на шейкере — этот этап предшествует дорожным испытаниям

На надёжность проверяются все важные узлы ровера. Для этого у нас есть специальные машины. Они открывают и закрывают крышку отсека или подключают и отключают контакты — и делают это по две тысячи раз подряд.

Проверка контактов на износ

Некоторые детали мы тестируем на предыдущем поколении робота. Это позволяет проверить их в реальных условиях и исправить недочёты ещё до того, как будет готов первый прототип. Например, на роверах второго поколения проверяли новую подвеску — и она так хорошо себя показала, что мы решили установить её на всех роботах, которые сейчас доставляют заказы.

Как и автомобилям, роботам нужны летние и зимние шины. На рынке подходящих нет, поэтому их тоже пришлось делать самим. Мы много экспериментировали — например, меняли рисунок и глубину протектора — и к появлению новых роботов нашли самые удачные варианты. Они уже опробованы на роверах второго поколения и теперь будут выпускаться серийно.

Печатные платы, камеры и другие компоненты и узлы мы дополнительно проверяем в термокамере. Они должны выдержать работу в диапазоне от −40 до +60°С, ведь роботы-курьеры доставляют заказы круглый год — как в суровую зиму, так и под палящим солнцем.

Компоненты проходят ещё одно важное испытание — на герметичность. Раньше мы покрывали печатные платы лаком, но опыт доставки в разных странах показал, что этого недостаточно. Поэтому у новых роботов все платы спрятаны в специальные кожухи. Их водонепроницаемость проверяется на испытательных стендах.

Испытания на полигоне 

Готовый прототип отправляется на наш испытательный полигон. Сначала ровер просто ездит по кругу, чтобы мы могли проверить надёжность сборки и подключение контактов. Обычно достаточно дня непрерывной работы, чтобы отловить возможные неполадки.

После теста на надёжность роботы должны пройти полосу препятствий. Они объезжают бетонные блоки, входят в резкие повороты, лавируют между разбросанными скейтбордами и преодолевают другие сложности, которые могут встретиться в пути. 

Роверы третьего поколения проходили испытания летом, когда в центральной части России стояла 35-градусная жара. Но мы также хотели проверить поведение новой подвески на снегу. Для этого создали специальную площадку с искусственным снегом и сравнили подвески разных поколений. Проходимость роверов с новой подвеской оказалась лучше: они без проблем проезжали там, где другие буксовали.

Тесты в городе

После испытаний на полигоне ровер начинает работу в городе. Сначала он выполняет виртуальные доставки — инженеры отправляют роботов по реальным адресам без нагрузки. Так мы можем ещё раз убедиться в надёжности компонентов, оценить работу новых сенсоров в сложных условиях и собрать данные для улучшения алгоритмов.

После недели виртуальных тестов ровер нового поколения готов выполнять настоящие заказы, а мы начинаем массовую сборку обновлённых роботов.

Новые роботы уже доставляют заказы жителям Москвы и Иннополиса и студентам американских вузов. Мы ожидаем, что до конца года парк пополнится сотней роверов новой модели — их ждут наши партнёры в разных городах и странах.

Сначала новые роверы будут работать вместе со вторым поколением, но постепенно заменят предшественников. Мы ожидаем, что до конца года парк пополнит сотня новых роботов. Их ждут наши партнёры в разных городах и странах.

Работа над роверами никогда не останавливается — у нас большие планы и много интересных задач. Если вам тоже интересен беспилотный транспорт, приходите к нам. Мы ищем хороших разработчиков, инженеров, аналитиков и специалистов по машинному обучению — им предстоит совершенствовать технологию и создавать следующие поколения роботов.

Ссылка на источник
Читайте также