В Пензенском государственном университете (ПГУ) в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты» разрабатывают полетный контроллер для квадракоптера. Он позволит настраивать беспилотник и управлять им через приложение для смартфона. В настоящее время большинство дронов не настраиваются через беспроводную связь. Кроме того, прорабатывается помехозащищенный метод навигации.

Разработка предназначена для дронов потребительского класса. Например, пригодных для перевозки грузов.

Студент ПГУ, разработчик Федор Бобылев под руководством старшего преподавателя кафедры «Радиотехника и радиоэлектронные системы» ПГУ Максима Маркелова уже собрал прототип полетного контроллера для беспроводной настройки беспилотного летательного аппарата (БПЛА).

Полетный контроллер — это электронное устройство, управляющее БПЛА. Он стабилизирует аппарат в воздухе, удерживает нужную высоту, совершает автоматический полет по заданным заранее точкам, обеспечивает безопасность полета.

«Для настройки современных дронов требуется USB-кабель и компьютер (ноутбук). В нашем варианте для настройки коптера и программы полета можно обойти это и с помощью смартфона выполнить необходимые действия. Наша задача — делать это при помощи смартфона и беспроводного подключения (Wi-Fi)», — поделился Федор Бобылев.

Прототип полетного контроллера оборудован встроенным Wi-Fi-модулем, гироскопом (датчик, отвечающий за положение в пространстве), акселерометром (прибор для измерения ускорения).

БПЛА, в которые будет встроен полетный контроллер от разработчиков ПГУ, станут помехоустойчивее аналогов на всем протяжении полета. Это будет достигнуто путем обеспечения навигации БПЛА в отсутствие внешних сигналов, таких как GPS, методами инерциальной навигации.

«Этим займется наш полетный контроллер. Полетный контроллер — это мозг коптера, который фактически обрабатывает информацию с датчиков по определенным математическим алгоритмам. Например, стабилизирует аэродинамически неустойчивую схему в пространстве, чтобы аппарат не упал. Кроме того, он позволяет оператору управлять коптером», — поделился Максим Маркелов.

Управление полетным контроллером будет проводиться через специальное приложение, разрабатываемое для смартфона на системе Android. Контроллер подключается к смартфону, который является точкой доступа. В дальнейшем при доработке сама плата (полетный контроллер) сможет создавать точку доступа. В приложение вводится IP-адрес платы, после чего можно подавать команды. Например, откалибровать гироскоп или совершить движение в какую-либо сторону. Здесь же размещены кнопка калибровки двигателей и кнопка безопасности, исключающая запуск двигателей при предполетном обслуживании БПЛА.

Отметим, прототип полетного контроллера — рабочий. Отладочная плата создана, чтобы можно было доработать задумку: отработать алгоритмы и внутреннюю прошивку. С помощью этого контроллера уже совершены первые полеты. Результаты доказывают, что инновационная идея полностью себя оправдывает. Вскоре на российском рынке может появиться совершенно новый и практичный продукт — полетный контроллер для БПЛА.

Сейчас исследователи параллельно ведут работу по настройке инерциального метода навигации. Он не требует использования спутниковой системы GPS. Коптер сможет самостоятельно «понимать», где он находится и будет возвращаться домой при потере связи.

«Нередки случаи, когда спутниковые координаты в городской черте под действием каких-либо факторов искажаются, дрон теряет связь с оператором и не возвращается. Инерциальная система поможет этого избежать. Летательный аппарат вернется в точку взлета или в зону ста метров вокруг нее. Это даст возможность установить связь с коптером и безопасно посадить его», — поделился Федор Бобылев.

Научный коллектив подал заявки на конкурс «Ректорские гранты» ПГУ и на программу поддержки талантливой молодежи «УМНИК».