Файл: Реферат Выпускная.docx

^{Реферат}

Выпускная квалификационная работа содержит 110 страниц, 41 рисунок, 16 таблиц, список используемых источников содержит 30 наименования и приложение на 10 листах.

Ключевые слова: ROS (Robot Operating System), MAVROS, автономное управление, MAVLink, полетный контроллер, аппаратно-программная архитектура, безопасность, малогабаритные беспилотные летающие аппараты.

Объектом исследования является автономное управление охранным квадрокоптером.

Предметом исследования является аппаратно-программная система управления автономного охранного квадрокоптера.

Цель данной работы – разработка аппаратной и программной архитектур системы управления автономного охранного квадрокоптера.

В процессе исследования обозревается проблемы защиты частных территорий от несанкционированных вторжений малогабаритных беспилотных летающих аппаратов. Представляется обзор существующих решений охраны периметров с использованием БПЛА. Разработана архитектура аппаратного обеспечения автономного охранного квадрокоптера, выполнена его сборка. Разработана программная архитектура системы управления автономного охранного квадрокоптера, а также алгоритм работы и его программная реализация. Проведены тестовые испытания для определения работоспособности. Проводились определение социальной ответственности, расчет финансовой эффективности проекта.

В результате исследования была разработана система управления автономного охранного квадрокоптера

---

, которая способна гибко расширять функционал устройства.

Область применения: разработанная система управления автономного охранного квадрокоптера может применяться для управления квадрокоптерами в охранных системах.

Оглавление

---

---

Определения и сокращения

Дрон – беспилотный летательный аппарат военного назначения. БПЛА – Беспилотный летательный аппарат.

ФЦП – Федеральная целевая программа. ЕС – европейский союз.

ПК – полетный контроллер.

ШИМ – широтно-импульсная модуляция.

Введение

В настоящее время класс малогабаритных беспилотных летательных аппаратов стал очень популярен. Возникают случаи использования беспилотных летательных аппаратов в незаконных целях, таких как проникновения на охраняемую территорию. Решением данной проблемы безопасности охраняемых периметров является разработка автономных охранных дронов-перехватчиков. Актуальность разработки заключается в том, что автономность на данный момент остается открытым вопросом, так как большинство ранних роботов и беспилотных летательных аппаратов контролировались со станций управления либо пилотами. В значительной степени это продолжается и по сей день.

Объектом исследования является автономное управление охранного квадрокоптера. Предметом исследования является аппаратно-программная система управления автономного охранного квадрокоптера.

Задачи выпускной квалификационной работы:

• 
  обзор решений по тематике охраны территорий с помощью охранных дронов;
  
• 
  разработка аппаратной конфигурации для автономного охранного квадрокоптера, выбор компонентов летательного аппарата;
  
• 
  разработка алгоритма системы управления для квадрокоптера;
  
• 
  реализация алгоритма в программном коде и его тестирование.
  

Новизна данного исследования заключается в создании

---

нового алгоритма взаимодействия аппаратной части автономного охранного квадрокоптера для обеспечения возможностей дальнейшего расширения функционала аппарата.

Разработанная система управления применяется в реализации проекта ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» субсидия 14.578.21.0241 от 26 сентября 2017 г. [1]

1. Область и объект исследования

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) не имеет на борту человека, и может управляться удаленно или автономно, а также может нести полезную нагрузку [2]. БПЛА могут использоваться как в военных, так и в гражданских приложениях. Они могут выполнять задачи, не ставя под угрозу пилотов.

Кроме того, БПЛА могут работать в опасных условиях или в длительных пилотируемых миссиях.

В настоящее время широко распространены БПЛА с вращающимися винтами, которые имеют такие преимущество, как способность вертикального взлета и посадки. БПЛА с вращающимися винтами называются мультикоптеры. Мультикоптер – это летательный аппарат, который построен по вертолётной схеме с тремя и более несущими винтами. В отличие от обычных вертолетов, которые механически очень сложны, мультикоптер обычно использует винты фиксированного шага. Управление движением транспортного средства достигается путем изменения относительной скорости каждого ротора для изменения тяги и крутящего момента. На рисунке 1.1 показана схема управления осями (pitch, yaw, roll) мультикоптера.

---