AreaScan: автономний картограф приміщень
Микола Гриценко Винахідник · 11 клас
Виробництво та інструменти · 2026

AreaScan: автономний картограф приміщень.

Доступна кіберфізична система, що використовує архітектуру з двома мікроконтролерами та злиття даних сенсорів для автономного картографування приміщень і візуалізації планів поверхів у реальному часі.

0
Проблема

Чому Микола Гриценко створив винахід «AreaScan: автономний картограф приміщень».

Традиційне обстеження приміщень значною мірою спирається на ручні інструменти, як-от рулетки та ручні лазерні далекоміри. У складних геометріях приміщень — з нестандартним плануванням, вигнутими стінами або захаращеними інтер'єрами — такі ручні процеси стають повільними, трудомісткими та схильними до накопичення людських помилок. Незначні похибки вимірювання на початковому етапі обстеження призводять до серйозних затримок проєкту та дорогого перевитрачання матеріалів під час ремонту. З іншого боку, професійні 3D LiDAR-системи (Leica, Faro) коштують від $15,000 до $80,000+, що робить їх фінансово недоступними для невеликих дизайн-студій, незалежних архітекторів та місцевих ремонтних бригад. Смартфонні LiDAR-додатки залежать від флагманського обладнання, потребують ручного керування та погано справляються із захаращеними середовищами. Я створив AreaScan, щоб подолати цей критичний розрив. AreaScan — це доступна, автоматизована кіберфізична платформа, яка демократизує обстеження приміщень. Поєднуючи автономне сканування на базі станцій із вбудованим злиттям сенсорних даних, AreaScan відфільтровує шум від меблів і автоматично генерує точні 2D-векторні плани та розрахунки чистої корисної площі підлоги — забезпечуючи автоматизовані обстеження за невелику частку вартості комерційних LiDAR-рішень. Таким чином, мій винахід надає незамінний інструмент для внутрішніх просторів, перетворюючи неточні ручні процеси на доступне автоматизоване обстеження без значних капітальних інвестицій.

Наша інженерна філософія проста: надати доступну вбудовану систему замість дорогих систем LiDAR

— Микола Гриценко
У цифрах
80%Зниження вартості порівняно з LiDAR
1 mmТочність вимірювання з ToF-датчиками
360°Кут просторового картографування
70%Економія часу в процесі обміру
Винахід

Як працює AreaScan: автономний картограф приміщень.

AreaScan працює як кіберфізична система, використовуючи методологію сканування на основі станцій. Щоб усунути шум від механічної вібрації, робот переміщується до станції, повністю зупиняється, виконує сканування на 360 градусів і переходить до наступної. Еволюція прототипу та оновлення апаратного забезпечення: Прикріплені медіафайли демонструють робочий базовий MVP (з ультразвуковим далекоміром HC-SR04 та IMU MPU-6050). Платформа перебуває в процесі апаратного переходу на розподілену систему з двома мікроконтролерами:
  1. Keyestudio Uno керує низькорівневою кінематикою моторів 4WD.
  2. ESP32 відповідає за високорівневе злиття даних датчиків, логіку та передачу телеметрії по Wi-Fi.
Датчики та дорожня карта підвищення точності:
  • Лазерний датчик VL53L1X ToF (замінює HC-SR04) забезпечує міліметрову точність вимірювань.
  • 9-осьовий IMU BNO055 відстежує орієнтацію без дрейфу.
  • Оптичний потік PMW3901 відстежує рух по поверхні, щоб уникнути помилок одометрії через прослизання коліс.
  • Лазери VL53L0X ToF через I2C-мультиплексор TCA9548A забезпечують розширене багатокутове картографування.
Програмна екосистема перетворює просторові дані на чіткі архітектурні плани. Нативний десктопний застосунок відфільтровує внутрішні перешкоди (стільці, ніжки столів) і реконструює замкнені периметри стін. Вебплатформа на основі захищеного бекенду керує автентифікацією, збереженням у базі даних, історією сканувань для кожного цифрового профілю та візуалізацією планів поверхів у реальному часі в браузерах.

Що робить AreaScan унікальним? Це поєднання апаратного пристрою та програмного додатку в єдину екосистему

— Микола Гриценко

Ти школяр-винахідник?

Якщо у вас є ідея, як вирішити реальну проблему вашої громади, ми хочемо про неї почути.