Виртуальный полигон для исследования динамики четырехроторных БПЛА Александр Загарских, студент СПб НИУ ИТМО.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Выполнил: Загарских А. С. гр Научный руководитель: д.т.н. Тропченко А. Ю.
Advertisements

Выполнил: Загарских А. С. гр Научный руководитель: д.т.н. Тропченко А. Ю.
Александр Загарских, студент СПб НИУ ИТМО. Особенности постановки задачи ВП QuadroX-DS Качественное воспроизведение аэродинамических эффектов взаимодействия.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание виртуального полигона для исследования динамики 4Р-БПЛА в закрытых помещениях (Quadro.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание виртуального полигона для исследования динамики 4Р-БПЛА в закрытых помещениях (Quadro.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание виртуального полигона для исследования динамики 4Р-БПЛА в закрытых помещениях (QuadroX-DS)
Комплекс групповой навигации БПЛА в закрытых помещениях Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО.
Комплекс групповой навигации БПЛА в закрытых помещениях Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание комплекса 4Р-БПЛА для решения задачи навигации в закрытых помещениях (КНЗП) Создание виртуального.
Высокопроизводительный программный комплекс моделирования экстремальной динамики морских плавучих объектов Безгодов А.А., Иванов С.В., Косухин С.С.
Высокопроизводительный программный комплекс моделирования экстремальной динамики морских плавучих объектов Безгодов А.А., Иванов С.В., Косухин С.С.
СПб НИУ ИТМО 1 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.
Высокопроизводительный программный комплекс моделирования экстремальной динамики морских плавучих объектов Ship X- DS Безгодов А.А., Иванов С.В.
1 Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации Безгодов А.А. СПбГУ ИТМО.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание виртуального полигона для исследования динамики 4Р-БПЛА в закрытых помещениях (Quadro.
Высокопроизводительный программный комплекс моделирования экстремальной динамики морских плавучих объектов Безгодов А.А., Иванов С.В., Косухин С.С.
Введение в задачи исследования и проектирования цифровых систем Санкт-Петербургский государственный университет Факультет прикладной математики - процессов.
Алексей Безгодов, к.т.н., НИИ НКТ СПб НИУ ИТМО. Задачи Создание виртуального полигона для исследования динамики 4Р-БПЛА в закрытых помещениях (Quadro.
ВСТРОЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО- УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Лекция 1: Введение в ИУС РВ Кафедра АСВК, Лаборатория Вычислительных Комплексов Балашов.
Учебно-исследовательская работа по информатике Проведение вычислительных экспериментов с использованием программирования. Выполнил: Костыренко Виталий.
Транксрипт:

Виртуальный полигон для исследования динамики четырехроторных БПЛА Александр Загарских, студент СПб НИУ ИТМО

Мотивация создания ВП Наличие реального объекта и/или объектов в должном количестве Износ оборудования Стоимость ошибки на реальном объекте может быть весьма высока Эксперимент на реальном объекте требует времени на подготовку и развертывание эксперимента, а также на приведение объектов в исходное состояние на каждой итерации 2

Особенности постановки задачи ВП QuadroX-DS Качественное воспроизведение аэродинамических эффектов взаимодействия групп БПЛА и окружения Моделирование инерциальных, барометрических и магнитометрических датчиков Синтез изображений формируемых камерами БПЛА Варьирование параметров БПЛА с целью поиска оптимальной конфигурации: – Длина плеча – Двигатели + ESC (по таблицам) – Пропеллеры и т.д. (по таблицам + опт. связь c пакетами CFD) Выбор окружения для моделирования Сопряжение с реальным объектом БПЛА Расчет в реальном масштабе времени 3

Архитектура виртуального полигона 4 Модель аэродинамического взаимодействия Модель тв. тела 6-DOF Модель тв. тела 6-DOF Система оптического захвата движения Система оптического захвата движения Модель функционирования IMU сенсоров Модель аэродинамического движителя Модель аэродинамического движителя Модель видеокамеры Модель видеокамеры Телеметрия БПЛА Телеметрия БПЛА Средства журналирования и анализа Средства журналирования и анализа Система управления - ручное - авто Система управления - ручное - авто Модель

Физическая подсистема (реальное время) Модель тв. Тела – CCD – 6-DOF Rigid body Двигатели: – По таблицам производителей – По эмпирическим формулам Решение уравнения Навье-Стокса – расчет вихрей создаваемых пропеллерами Расчет пропеллеров по эмпирическим формулам в заданном локальном потоке 5

Модель функционирования бортового оборудования Сенсоры Типы сенсоров: – Гироскоп – Акселерометр – Барометр – Магнитометр Шум Разрядность Период дискретизации Камера Помехи и шум Блики в линзах HDR Задержки видеопотока Разные фокусные расстояния и различные оптические искажения 6

Средства анализа динамики БПЛА Телеметрия «сырых» данных: – Акселерометр – Гироскоп – Барометр – Магнитометр – Сонар Телеметрия расчетных данных: – Результаты интегрирования – Управляющие сигналы (ШИМ на ЭКС) Запись данных в файл для дальнейшей обработки в пакетах математического моделирования Отображение графиков разных характеристик в режиме реального времени Motion Capture 7

Система оптического захвата движения (1) Бортовая система навигации всегда подвержена накапливающейся ошибке Необходим внешний стационарный инструмент трэкинга Оптическая система захвата движения: – Несколько ИК камер с подсветкой – Маркеры на БПЛА Применение: – Отладка бортовой СУ – Автоматизированная посадка на базе – Калибровка 8

Система оптического захвата движения (2) Vicon Bonita X8 Vicon Tracker – Высокая точность отслеживания движения твердых тел – Возможность отслеживания нескольких твердых тел и их идентификация – Vicon Tracker выступает как сервер, доступный другим программам 9

10

Система управления Ручное – Клавиатура – Джойстик Xbox 360 – 3D Mouse Space Pilot Автоматическое – Выполнение сценариев Обход опорных точек Фигуры высшего пилотажа – Групповое поведение Удержание строя Перестроение при потере БПЛА 11

Заключение Разработана архитектура ВП для изучения динамики 4-х роторных БПЛА в реальном масштабе времени Спроектирован и частично разработан программно- аппаратный комплекс ВП QuadroX-DS Реализован механизм мониторинга динамики БПЛА посредством: – Телеметрии сенсоров и результатов работы бортового оборудования – Системы оптического захвата движения 12

Вопросы? 13