Найти

Результаты поиска

• ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

  В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
  тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
  технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
  цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
  мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
  добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
  раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
  грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
  ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
  объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
  подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
  разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
  и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
  порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
  щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
  ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
  систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
  глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
  сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
  ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
  вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
  данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
  рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
  темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
  симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
  платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
  ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
  го канала связи.

• ПОДДЕРЖКА ПЕТЕЛЬ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФАЗОЙ В ПРИЕМНИКЕ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

  А.А. Черкасова , А. Ю. Шатилов , Т.А. Мухамедзянов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Спутниковые радионавигационные системы позволяют оценивать вектор состояния
  потребителя, включающий в себя координаты, скорость потребителя и время относи-
  тельно системной шкалы. Требования к характеристикам данных систем постоянно рас-
  тут, что делает необходимым усовершенствование используемых в них алгоритмов обра-
  ботки радионавигационных сигналов. Одной из основных характеристик спутниковых ра-
  дионавигационных систем является точность оценивания вектора состояния потребите-
  ля. Улучшить эту характеристику позволяет наличие оценок фазы принимаемых радиона-
  вигационных сигналов. В спутниковой радионавигационной системе ошибки оценок фазы в
  петле слежения имеют две составляющие – динамическую и шумовую. Для компенсации
  шумовой ошибки необходимо уменьшать эквивалентную шумовую полосу сглаживающего
  фильтра петли слежения за фазой. Однако минимально возможная полоса сглаживающего
  фильтра ограничена наличием динамики потребителя и качеством опорного генератора.
  Вследствие чего, при наличии динамики потребителя, чувствительность и надежность
  слежения за фазой ухудшается. Для компенсации динамической ошибки в петле слежения
  за фазой можно использовать информацию от инерциальной навигационной системы.
  Спутниковая радионавигационная система и инерциальная навигационная система обла-
  дают взаимодополняющими характеристиками. Использование поддержки петель слеже-
  ния за фазой от инерциальной навигационной системы позволяет повысить чувствитель-
  ность и надежность ее работы при наличии динамики потребителя. Предполагается, что
  при такой реализации чувствительность петель слежения за фазой будет ограничена
  только нестабильностью опорного генератора и погрешностью инерциальных измерений.
  Был разработан алгоритм поддержки петель слежения за фазой измерениями от инерци-
  альной навигационной системы. Это привело к повышению чувствительности слежения за
  фазой, что обеспечивает повышение характеристик точности и надежности работы
  приемника спутниковой навигации. Проведено исследование разработанного алгоритма на
  модели, использующей в качестве входных данных реальные измерения спутниковой и инер-
  циальной навигационных систем. Разработанный алгоритм реализован в программном
  обеспечении прототипа инерциально-спутниковой навигационной системы NV216C-IMU.
  Проведены экспериментальные исследования в условиях автомобильной динамики на от-
  крытой местности. Результаты исследований представлены в работе.

• РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ

  И. А. Шипов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Целью работы – это создание производительного вычислительного устройства для
  бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) наземного робототехни-
  ческого комплекса (РТК) на отечественной элементной базе. Дано формальное описание
  типовых достаточных функций, выполняемых БИНС и описаны основные принципы алго-
  ритмов с точки зрения требования к вычислительным ресурсам. Приведено описание имею-
  щихся на рынке отечественных микроконтроллеров и сравнение с ближайшим зарубежным
  аналогом. Результаты проведенного макетирования показали принципиальную возможность,
  но невысокую перспективность создания вычислительных устройств на одном микрокон-
  троллере. В связи с этим были выработаны и реализованы технические предложения по уве-
  личению вычислительной мощности по средствам построения архитектуры многопроцес-
  сорного вычислителя. Как следствие потребовалась выработка особых подходов к проекти-
  рованию алгоритмов и программного обеспечения. Организация распределенных вычислений
  является одним из наиболее оптимальных методов обеспечения расчета алгоритмов функ-
  ционирования. Введение в контур вычислителя дополнительных микропроцессоров позволило
  не только увеличить вычислительную мощность, но и ввести дополнительные интерфейсы
  взаимодействия как с потребителем, так и с датчиками первичной информации. Предло-
  женный вариант распределения алгоритмов функционирования БИНС позволил обеспечить
  создание задела на перспективы развития и масштабируемость системы. Наиболее ресурсо-
  емким алгоритмом является расчет инерциальных координат, реализованный в виде итера-
  тивного расчета определения широтной составляющей местоположения. Также запас про-
  изводительности может позволить реализовать дополнительные адаптивные алгоритмы
  фильтрации и обработки данных по результатам испытаний и эксплуатации наземного под-
  вижного объекта. Обоснован выбор интерфейса внутриплатного обмена между контролле-
  рами и описано его практическое применение. Создание замкнутого контура обмена инфор-
  мацией позволило реализовать дополнительные параллельные вычисления вторичной инфор-
  мации и выполнить расчет автономного счисления координат местоположения объекта.
  Описанные технические решения могут быть использованы при проектировании встраивае-
  мых вычислителей для объектов различного назначения функционирующих на базе жесткой
  логики. В качестве основного недостатка представленного подхода к проектированию вы-
  числителя можно обозначить ограниченный функционал при работе с постоянно запоми-
  нающими устройствами.