Проект осуществляется в партнерстве с Российским университетом транспорта (РУТ) Минтранса РФ в рамках программы «Приоритет 2030». 

Руководитель работ с нашей стороны заведующий лаборатории №17 «Эргатических систем» д.т.н. М.П. Фархадов. В рабочую группу входят этой лаборатории, а также сотрудники лабораторий №7 «Адаптивных и робастных систем им. Я. З. Цыпкина», №17 и №80 «Киберфизических систем». 

Целью работ является разработка и создание технических решений для систем навигации, управления, связи и развитие функциональных возможностей БПЛА, включая теоретическую и натурную модель автоматического взлета и посадки БПЛА на маломерное автономное судно, а также разработку рекомендаций для создания палубного дронопорта.

 Основная трудность проекта состояла в том, чтобы разработать алгоритм, который бы позволил производить посадку БПЛА на подвижный объект. В отличие от задачи посадки на стационарную площадку, здесь требуется обеспечить устойчивое сближение двух движущихся объектов при наличии внешних возмущений и неопределенности параметров.

Такая система по своей природе является нелинейной и нестационарной. Динамика БПЛА существенно нелинейна, а движение катера дополнительно осложняется колебаниями корпуса, дрейфом и курсовыми возмущениями. В результате параметры модели изменяются во времени, и применение классических линейных регуляторов с фиксированными настройками не гарантирует требуемой устойчивости и точности.

Кроме того, эта задача имеет выраженный многоканальный и иерархический характер. Необходимо одновременно решать задачи стабилизации БПЛА, оценки положения и ориентации палубы и формирования траектории сближения. По сути, это задача управления относительным движением в пространстве шести степеней свободы, где контуры управления летательным аппаратом и судном должны быть согласованы между собой.

Существенную роль играет неопределенность и ограниченность измерительной информации. Данные о положении и ориентации палубы поступают с задержками и помехами, а внешние воздействия со стороны ветра и волн не поддаются точному описанию. Это требует применения методов робастного или адаптивного управления, а также алгоритмов оценки состояния, работоспособных при зашумленных и прерывистых измерениях.

Наконец, необходимо учитывать жесткие ограничения на допустимые отклонения по координатам и скоростям, поскольку посадка выполняется на площадку малого размера.

В ходе работ была разработана взлетно-посадочная площадка и реализована система распознавания графической метки на точке посадки, а также формирование и подача команд полетному контроллеру для осуществления посадки в автоматическом режиме на движущуюся платформу.

В дальнейшем планируется развитие проекта в направлении разработки новых типов регуляторов и программно-алгоритмического обеспечения для отработки сценариев на отечественных технологиях.

Также о результатах проекта можно прочитать здесь.

Благодарим сотрудников лаборатории №17 «Эргатических систем» Фархадова Маиса, Абдулова Александра  и Абраменкова Александра; лаборатории №7 «Адаптивных и робастных систем им. Я. З. Цыпкина» Александрова Вадима, а также Тевяшова Глеба, Трефилова Петра и Широкова Александра из лаборатории №80 «Киберфизических систем» за реализацию проекта.

Желаем коллективу новых творческих открытий!