Информационно-управляющая система маловысотного аэромобильного комплекса Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СООБЩЕНИЯ

УДК 53.072

И.А. Шипитько, В.И. Богданов

ШИПИТЬКО ИЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры самолето- и вертолетостроения Инженерной школы (филиал Дальневосточного федерального университета

в г. Арсеньеве).

E-mail: [email protected]

БОГДАНОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ - студент пятого курса Инженерной школы (филиал Дальневосточного федерального университета в г. Арсеньеве).

E-mail: [email protected]

ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА МАЛОВЫСОТНОГО

АЭРОМОБИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Рассмотрены основные элементы бортовой информационной управляющей вычислительной системы беспилотного маловысотного аэромобильного комплекса с использованием программных средств c открытым исходным кодом системы OpenPilot.

Ключевые слова: аэромобильный комплекс, беспилотный летательный аппарат, бортовая вычислительная система.

The data-processing control system of a low-altitude unmanned aerial vehicle. Ilya A. Shipitko, Vladimir I. Bogdanov, Arsenyev Branch (Far Eastern Federal University).

The article is concerned with the basic elements of the on-board data-processing and control system of a low-attitude unmanned aerial vehicle. The data-processing part of the system is based on the OpenPilot open-source software.

Key words: drone control, data-processing system, OpenPilot.

Успешное решение функциональных задач маловысотного аэромобильного комплекса (МВАК) [3], разрабатываемого конструкторским коллективом кафедры самлето- и вертолетостроения филиала ДВФУ в г. Арсеньеве [1] и включающего в себя беспилотный летательный аппарат (БПЛА), существенно зависит от информационно-вычислительной

© Шипитько И.А., Богданов В.И., 2013

компоненты комплекса [3]. Информационно-вычислительная управляющая система (ИВУС) МВАК состоит из наземной и бортовой частей. Основные структурные части ИВУС МВАК представлены на рисунке. В состав ИВУС МВАК входят:

КУТГД - канал управления тягой главного движителя;

СПРМ - сервопривод рулевого механизма;

НП GPS - навигационный прибор системы GPS/ГЛОНАСС;

НП ИНС - навигационный прибор инерциальной навигационной системы;

РП СДУ - радиоприемник системы дистанционного управления;

ПДУ БРД - пульт дистанционного управления ближнего радиуса действия;

РПД ГКУ - радиопередатчик главного канала управления;

Модем КДТ - модем канала данных телеметрии;

РПД КЦВМ - радиопередатчик канала целевого видеомониторинга;

МРК КДТ - модуль радиоканала канала данных телеметрии;

РП КЦВМ - радиоприемник канала целевого видеомониторинга;

ПВНиАД - пульт видеонаблюдения и анализа данных;

НСУ МВАК - наземная станция управления маловысотным аэромобильным комплексом.

Структурная схема ИВУС МВАК

Выбор структуры ИВУС МВАК обусловлен необходимостью обеспечения следующих задач.

1. Автономная стабилизация БПЛА по крену и тангажу, автономное управление курсом и скоростью полета по заданной программе с использованием регулировки тяги главных движителей и аэродинамических рулей, с обратной связью по угловому ускорению и угловой скорости через акселерометры и микромеханические гироскопы.

2. Автономное управление курсом и скоростью полета по заданной программе с решением навигационных задач и определением местоположения и скорости БПЛА с использованием бортовых навигационных приборов, в том числе по сигналам GPS и бортовой инерциальной навигационной системы.

3. Прием команд наземной станции управления, в том числе осуществление прямого дистанционного управления полетом аппарата с пульта оператора при совершении особо важных и сложных маневров.

4. Трансляция на наземную станцию управления изображения бортовых камер, обеспечивающих всестороннее изучение местности операторами перед совершением особо важных маневров и применением спецсредств для обработки наземных объектов.

5. Управление размещенным на борту спецсредством для обработки наземных объектов.

На данном этапе производится функциональная и схемотехническая разработка комплекса бортовой авионики БПЛА для МВАК, включающего в себя плату основной вычислительной системы на основе высокопроизводительной архитектуры ARM с низким энергопотреблением. Основу бортового программного обеспечения (ПО), а также ПО наземной станции управления составит программный комплекс OpenPilot [4].

Работа выполнена в рамках проекта № 12-08-13011-14 «Оптимизация энергетической эффективности сопловых аппаратов малорасходных турбин» (Научный фонд ДВФУ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Летательный аппарат: пат. 109094 Российская Федерация / Ю.Ф. Огнев, О.Ш. Бердиев. Заявл. 29.03.2011, опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28.

2. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М.Н. Красильщикова, Г.Г. Серебрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 556 с.

3. Шипитько И.А., Богданов В.И. Система управления маловысотным аэромобильным комплексом с функциями учебного тренажера // Вестн. Инженерной школы ДВФУ: электр. журн. 2012. № 3. С. 86-88. URL: http://vestnikis.dvfu.ru/vestnik/2012/3/ (дата обращения: 25.01.2013).

4. The Next Generation Open Source UAV Autopilot. URL: http://www.openpilot.org (дата обращения: 15.02.2013).