АПАРАТНО-ПРОГРАМНИЙ КОМПЛЕКС ІНТЕЛЕКТУАЛІЗОВАНОГО БПЛА ДЛЯ ВІЙСЬКОВИХ ЗАСТОСУВАНЬ

Анотація

Розглянуто проблему розроблення мініатюрних економних безпілотних літальних апаратів типу орнітоптер для військових застосувань. Проаналізовані основні розробки провідних закордонних та вітчизняних  компаній та дослідних лабораторій щодо розроблення та тестування літальних систем. Спроектовано апаратний комплекс у вигляді малогабаритного орнітоптера з використанням сучасної елементної бази на основі мікросхеми Ardupilot Mega 2.6 та модуля GSM для забезпечення автономності та орієнтування у просторі. Вісімнадцять сервоприводів забезпечують рух робота. Конструкцію складових частин робота-гексапода було розроблено у програмному комплексі Solid Works. Відлагодження програми для правильного функціонування проводилася у середовищі Arduino IDE. Також описано налаштування Android додатку Arduino Bluetooth controller, що забезпечує надсилання команд управління з планшетного комп’ютера до робота-гексапода через Bluetooth канал.

Відпрацьовано основні режими керування орнітоптером у середовищі програми Mission Planner: ручний  режим, режим стабілізації, режим повернення у точку запуску та облітання за точками. Розглянуто основні класичні алгоритми руху робота, зокрема, рух «вперед», «назад» (полягає у пересуванні трьох кінцівок по черзі, а три інші утримують основу робота), рух «вправо», «вліво» (полягаю у віддаленні кінцівок з однієї сторони та притягувані з іншої), повертання «навколо своєї осі» (полягає у почерговому підтягуванні кінцівок вперед та назад з однієї та іншої сторони), рух «вгору вниз» та «збоку у бік».

Розроблено власні алгоритми руху робота-гексапода, проведено їх дослідження та порівняльний аналіз з класичними алгоритмами. Показано, що запропоновані алгоритми виконуються за меншої кількості етапів пересування кінцівок, їм властива невелика затримка між пересуваннями сусідніх кінцівок. Розроблені алгоритми забезпечують високу стійкість конструкції до вібрацій під час руху, високу швидкість пересування, стійкість роботи робота до моменту відновлення роботи кінцівок у випадку виходу з ладу однієї з них.

На основі проведених досліджень здійснено вибір найоптимальнішого алгоритму руху робота-гексапода між класичними та розробленими алгоритмами  з програмної та технічної точки зору. Також проведено дослідження складності створення алгоритмів руху крокуючих механізмів.

Ключові слова: безпілотний літальний апарат, проектування, апаратно-програмний комплекс, мікроконтролер, орнітоптер, інтелектуалізація.