Разработка эскизного проекта программно-аппаратного комплекса на основе беспилотной авиационной системы (ПАК) на бортовой вычислитель. Разработка эскизного проекта ПАК на беспилотный летательный аппарат с интегрированным бортовым вычислителем. Разработка алгоритмов программной части ПАК: модуль распознавания образов. Разработка алгоритмов программной части ПАК: модуль построения цифровой модели местности; модуль корректировки маршрута БВС. Проведение имитационного моделирования работы алгоритмов. Проведение лабораторных испытаний модулей.

Первая часть НИОКР по теме «Разработка перспективного программно-аппаратного комплекса на основе беспилотной авиационной системы (БАС), оснащенной бортовой системой автоматического определения наземных объектов и корректировки маршрута» выполняется ООО «Беспилотные системы» по договору 615ГРНТИС5/63369 от 03.12.2020 (Развитие-НТИ VI) в соответствии с ТЗ. Цель НИОКР «Разработка перспективного программно-аппаратного комплекса на основе беспилотной авиационной системы (БАС), оснащенной бортовой системой автоматического определения наземных объектов и корректировки маршрута» заключается в создании эскизного проекта БВК. В соответствии с целью было проведено исследование порядка практического применения БПЛА. Определено, что в настоящее время большинство задач решаются на наземной станции управления при участии оператора. При этом, интенсивность применения БПЛА ограниченно ресурсами операторов управления. В то же время, технологическое развитие позволило оснащать БПЛА автопилотами и БВК связанными с оптическими системами наблюдения, позволяющими решать сложные задачи в автономном и полуавтономном режиме, когда действия оператора не требуются или требуются в ограниченном объеме. Это такие практические задачи как: ● Поиск ОИ; ● Мониторинг ОИ; ● Аэрофотосъемка; ● Мониторинг чрезвычайных ситуаций; ● Доставка полезного груза; ● Другие задачи, не требующие постоянного присутствия оператора. Анализ практических целей применения БПЛА позволил выделить частные задачи управления, решение которых целесообразно осуществлять непосредственно на борту БПЛА с использованием данных получаемых от бортовых оптических систем. К таким задачам целесообразно отнести: ● Задачу оптической навигации; ● Задачу возвращения к точке старта; ● Захват и удержание в поле зрения ОИ; ● Поиск и обнаружение ОИ; ● Управление полетом БПЛА к ОИ; ● Выполнение маневра в соответствии с классом ОИ; ● Отслеживание изменений в районах (на объектах) интереса; ● Полет вдоль границ объектов; ● Отслеживание изменения оптической видимости; ● Выбор места безопасной посадки; ● Посадку БВС на точку старта. Исходя из вышерассмотренных сценариев применения БПЛА, можно выделить ряд задач решение которых необходимо для достижения поставленной цели: ● Разработка эскизного проекта программно-аппаратного комплекса на основе беспилотной авиационной системы (ПАК) на БВК. ● Разработка эскизного проекта ПАК на беспилотный летательный аппарат с интегрированным БВК. ● Разработка алгоритмов программной части ПАК: модуль распознавания образов. ● Разработка алгоритмов программной части ПАК: модуль построения цифровой модели местности; модуль корректировки маршрута БВС. ● Проведение имитационного моделирования работы алгоритмов. ● Проведение лабораторных испытаний модулей. В ходе выполнения промежуточного этапа НИОКР были проведены следующие работы: ● Подготовлен сравнительный анализ текущих решения для создания БВК; ● Разработана физическая схема подключения составных частей БВК; ● Определены роли каждого устройства в составе БВК; ● Разработан протокол информационно-технического взаимодействия БВК и ПН; ● Разработана принципиальная электрическая схема БВК; ● Собран тестовый стенд БВК; ● Разработаны схемы логики взаимодействия между частями БВК: БВ 1 и БВ 2; ● Разработаны чертежи на БПЛА вертолетного типа; ● Разработана чертежи с учетом БВК для серийно производимых БПЛА; ● Разработаны и описаны принципы работы 6 алгоритмов распознавания образов. Алгоритмы: захвата и удержания в поле зрения ОИ, поиска и обнаружения ОИ, управления полетом к ОИ, выполнения маневра в соответствии с классом ОИ, отслеживания изменений в районах (на объектах) интереса, полет вдоль границ объектов. ● Рассмотрены различные подходы к оптической навигации; ● Разработаны алгоритмы с использованием оптической навигации: возращения к точке старта, отслеживания изменения оптической видимости, выбора места безопасной посадки, посадки БПЛА на точку старта. ● Разработана система для проведения имитационного моделирования полета БПЛА; ● Программно реализованы и промоделированы алгоритмы полета БПЛА; ● Проведено моделирование работы алгоритмов оптической навигации; ● Определены требования к потокам данных ПН БПЛА для достижения практических целей применения БПЛА; ● Проведено лабораторное испытание модулей распознавания ОИ. За первый этап выполнения проекта коллективом были решены все поставленные задачи, помимо этого на основе анализа и разработок сделан вывод, что предлагаемый БВК помимо изначально предъявляемых требований должен обладать масштабируемостью и гибкостью, т.е на последующих этапах схема БВК будет изменена. В БВК планируется добавить общую шину и возможность извлечения каждого модуля без последствий для остального комплекса. Также определено, что автопилот может выполнять несколько операций и для распространения конечного комплекса в пределах РФ предлагается на последующем этапе выполнения проекта разработка собственного автопилота с учетом входных воздействий остальных частей БВК.