ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА PIXHAWK PX4 ДЛЯ БПЛА МАЛОГО КЛАССА Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 62

Гурлев К.В.

магистрант

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (г. Санкт-Петербург, Россия)

ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕТНОГО КОНТРОЛЛЕРА PIXHAWK PX4 ДЛЯ БПЛА МАЛОГО КЛАССА

Аннотация: в данной статье проводится анализ возможностей и применений полетного контроллера Pixhawk PX4 в сфере БПЛА малого класса. Рассматриваются технические характеристики контроллера, его преимущества и недостатки, а также перспективы использования в различных областях.

Ключевые слова: навигационная система, полетный контроллер, БПЛА.

БПЛА малого класса активно используются в гражданских и военных целях, включая мониторинг, картографирование, сельское хозяйство и различные научные исследования. Важным элементом этих устройств является полетный контроллер, который управляет всеми функциями полета. Pixhawk PX4 — один из наиболее популярных полетных контроллеров, благодаря своей открытой архитектуре и гибкости в настройке.

Вычислительный модуль представлен интегральной микросхемой STM32F427, которая обладает частотой 168МГц и оперативной памятью 256Кб. Это с запасом хватает как для стабилизации БПЛА, так и для обработки сигналов с навигационных датчиков. В корпусе контроллера имеются такие следующие навигационные датчики:

- 3-х осевой гироскоп ST Micro L3GD20 (погрешность 17,5 мГрадус),

1511

- Совмещенный 3-х осевого акселерометр/компас LSM303D (погрешность акселерометр - 0,723 мм/с2, компаса - 10 Гаусс),

- Барометр MS5611 (погрешность 10 см).

Так же имеется возможность подключения датчика спутниковый системы навигации (ГНСС), представленной отдельным модулем на базе микросхемы Ublox Neo-M8N со встроенным фильтром Кальмана, что позволяет снизить нагрузки и объем данных, передаваемых на контроллер. Данный модуль имеет интегрированную антенну и выносится на корпус на удаление от силовых линий, для уменьшения помех. Обладает точностью позиционирования 2,5м. Из минусов отсутствует возможность работы с системой SBAS (спутниковая система дифференциальной коррекции), которая увеличивает точность позиционирования.

Поскольку много задач связаны с работой на малых высотах, то предусмотрена возможность подключения высотомера LIDAR Lite V3 Pixhawk, обеспечивает удержание высоты 2,5 на расстоянии 1 - 40м от поверхности.

Рисунок 1. Структурная схема интеграции навигационных датчиков с полетным контроллером.

Данная способ интеграции является слабо связанно схемой комплексирования ИНС и ГНСС, который дает наибольшую точность при малых бюджетах на разработку [2].

1512

Для подключения прочих датчиков и управления навесным оборудованием предусмотрены интерфейсы UART, I2C, SPI, CAN. А также PWM и PPM для приема управляющего сигнала и подключения силовых модулей для контроля двигателями.

Заключение.

В статье была рассмотрена интегрированная навигационная система полетного контроллера Pixhawk PX4 для БПЛА малого класса. Cjxbnfybt Эта особенность делает его весьма привлекательным выбором для разработчиков, стремящихся к оптимизации своих расходов без ущерба для функциональности и производительности системы. Большое разнообразие интерфейсов, представленных в контроллере, позволяет интегрировать модули как от разработчиков системы, так и от сторонних производителей. Это не только расширяет функциональные возможности БПЛА, но и облегчает процесс их инженерной настройки и адаптации под конкретные задачи и условия эксплуатации.

Pixhawk PX4 является хорошим решением для создания БПЛА малого класса, предлагая разработчикам гибкость, масштабируемость и высокую производительность по доступной цене.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. «PX4 Autopilot User Guide», Pixhawk, июнь 2024. [В интернете]. Доступно: https: //docs. px4. io/main/en;

2. N. Boguspayev, D. Akhmedov, A. Raskaliyev, A. Kim, A. Sukhenko, «A Comprehensive Review of GNSS/INS Integration Techniques for Land and Air Vehicle Applications», Applied Sciences, апрель 2023

1513

Gurlev K.V.

St. Petersburg State University Aerospace Instrumentation (St. Petersburg, Russia)

REVIEW OF PERSPECTIVES USING THE FLIGHT CONTROLLER PIXHAWK PX4 FOR SMALL CLASS UAV

Abstract: this article analyzes the capabilities and applications of the Pixhawk PX4 flight controller in the field of small UAVs. The technical characteristics of the controller, its advantages and disadvantages, as well as prospects for use in various fields are considered.

Keywords: navigation system, flight controller, unmanned aerial vehicle.

1514