журнал стратегия

#журнал стратегия

Как «Геоскан» помогает дронам ориентироваться в помещении

Беспилотные летательные аппараты набирают все большую популярность. Их высокая мобильность и экономичность позволяют применять дроны в самых разных областях. В числе успешных российских производителей БПЛА — группа компаний «Геоскан». Одно из ее конкурентных преимуществ — система позиционирования в закрытых помещениях.

«Геоскан» осуществляет поставки в 12 стран мира. Рекордные показатели продолжительности и протяженности полета, а также собственное производство каждого комплекса позволяют превосходить многие зарубежные аналоги и успешно конкурировать с ними на рынке. 

Группа компаний активно развивает образовательную робототехнику. Большим вкладом в эту сферу стало создание линейки многофункциональных образовательных квадрокоптеров «Геоскан «Пионер». Они позволяют интегрировать последние технические достижения в учебный процесс в школе, авиамодельной секции или кружке робототехники. Благодаря квадрокоптерам «Геоскан «Пионер» ученики получают возможность легко и безопасно освоить полезные навыки и больше узнать о современных профессиях. 

Использование беспилотников в помещении имеет нюансы, связанные с системами навигации. Например, GPS, который часто применяется в полетах на открытом пространстве, в закрытом не работает вовсе.

— На помощь приходят системы локального позиционирования, — пояснил руководитель отдела образовательных проектов ГК «Геоскан» Михаил Луцкий. — В наземной робототехнике часто используют системы машинного зрения, их любят применять и в квадрокоптерах. Ставится несколько стереокамер либо обычных камер, на коптере стоит дополнительный вычислитель, либо он вынесен на землю, но тогда появляются значительные задержки в передаче, а коптер, как известно, может летать достаточно быстро. Если мы используем системы машинного зрения сразу на борту, сильно возрастает вес самого коптера и остается очень мало места для установки полезной нагрузки.

«Геоскан» способен решить эту проблему, предприятие обладает разработками для локального позиционирования. Одна из них — «Геоскан «Локус», которая обеспечивает точное и безопасное управление квадрокоптером независимо от других систем навигации. Максимальный размер контролируемой полетной зоны при использовании «Геоскан «Локус» — 10х10х4 метра.

В комплект системы входит блок управления, четыре ультразвуковых излучателя, бортовой модуль, соединительные провода и программа LPS для синхронизации с компьютером. 

— В каждый из углов полетного пространства вешается ультразвуковой передатчик, а на коптере ставится приемник, — продолжает Михаил Луцкий. — Все эти передатчики подключены к единой базовой станции, на которой стоит радиомодуль. На дрон передаются четыре ультразвуковых сигнала, и с помощью метода трилатерации мы можем определить, где квадрокоптер находится. Обсчет положения происходит уже на борту, а сам модуль весит 11 грамм. К недостаткам системы: она достаточно долго разворачивается, есть нюансы касательно отражения ультразвука. Однако мы кратно выигрываем в стоимости и простоте настройки по сравнению с другими подобными решениями. Система «Геоскан «Локус» была полностью разработана у нас, начиная с ПО и заканчивая аппаратной частью.

Еще одна разработка ГК «Геоскан» — система на базе инфракрасных излучений с базовой станцией LightHouse. Система ИК-навигации сочетает высокую точность позиционирования с надежностью и простотой в использовании. По сравнению с «Локусом» система ИК-навигации позволяет использовать одну базовую станцию устанавливаемую на штатив, что делает систему более мобильной и менее требовательной к организации полетной зоны. Что актуально для педагогов, когда нужно быстро подготовить класс к началу занятий.

То есть для работы достаточно установить в помещении одну базовую станцию LightHouse, которая излучает инфракрасные сигналы в рабочем диапазоне углов. Излучение имеет форму узконаправленных плоскостей, «сканирующих» пространство поочередно в двух направлениях с фиксированной частотой. Квадрокоптер принимает сигналы от базовой станции с помощью четырех фотодиодов, чувствительных в ИК-диапазоне, в виде коротких импульсов. Зная время начала текущего периода сканирования (передается по-разному в разных версиях базовых станций) и время прихода импульсов от двух сканирующих плоскостей, можно вычислить углы ориентации плоскостей, соответствующих текущему положению дрона.

— Таким образом однозначно определяется направление на каждый из фотодиодов в системе координат базовой станции, что пересчитывается в координаты квадрокоптера, — рассказал один из программистов-разработчиков системы Илья Попов.

Для техники, которая применяется в образовательном процессе, важна не только относительная простота настройки и использования, но и безопасность. Михаил Луцкий пояснил, что одной из главных задач, которые ставит перед собой «Геоскан» в процессе создания систем навигации для образовательных квадрокоптеров, является организация безопасных полетов. В комплексах есть возможность установки виртуальной сетки безопасности. Зона полета ограничивается в программе. Например, это может быть расстояние 3×3 метра. Если ученик постарается вылететь за пределы заданного параметра, автопилот не позволит это сделать.

«Геоскан» не останавливается на достигнутом и стремится покорять новые вершины. 

— Применение данной системы возможно не только в образовании, но и в шоу дронов, — поделился Михаил Луцкий. — Четыре года назад мы экспериментировали над тем, чтобы запустить десяток коптеров автономно внутри помещения. Тогда эти эксперименты прекратились в связи с тем, что мы не могли добиться требуемой дальности. Сейчас ситуация поменялась в лучшую сторону, и, возможно, от коллег мы увидим запрос на миниатюрные шоу дронов, которые проводятся в помещении.

Ксения Проказова

Фото: «Геоскан»

анонсы
мероприятий
инновации

ExpoElectronica–2024: суверенитет начинается с технологических кадров

 

#, , , , ,
инновации

Uncom OS и АО «Технопарк Санкт-Петербурга» будут совместно продвигать отечественные решения

 

#,