«Ученые АлтГТУ создали прототип твердотельного датчика для беспилотников»

Представляем вашему вниманию проект под названием «Датчик обнаружения препятствий для беспилотных автономных систем. Стартап представляет собой полностью твердотельное устройство, способное обеспечить круговой обзор для малых роботов и дронов без использования движущихся частей .

Разработка ведется авторским коллективом АлтГТУ в составе доцента Егора Патрушева и студента Ильи Крылова. В основе устройства- восемь времяпролётных (ToF) сенсоров VL53L5CX производства STMicroelectronics, расположенных по окружности в форме восьмигранной призмы. Каждый сенсор способен «видеть» область из 64 точек (матрица 8×8), а благодаря их круговому размещению датчик формирует сплошную панораму препятствий на 360° по азимуту и ±22,5° по вертикали.

Дальность обнаружения достигает 4 метров, а частота обновления кадров может составлять 15 или 60 Гц в зависимости от выбранного режима. При этом в конструкции полностью отсутствуют подвижные элементы - никаких вращающихся зеркал или моторов, которые со временем изнашиваются и становятся источниками отказов при вибрациях. Масса прибора - всего 35 граммов, габариты - около 40 мм в диаметре.

Почему это важно для региона

Развитие беспилотных авиационных систем (БАС) - одно из приоритетных направлений в России, и Алтайский край активно включился в эту повестку. Малые дроны и наземные роботы всё чаще применяются в сельском хозяйстве, логистике, мониторинге инфраструктуры и в замкнутых пространствах, где особенно остро стоит проблема безопасного маневрирования на ближних дистанциях.

Разработанный датчик может стать доступной отечественной альтернативой дорогим лидарным системам с подвижными элементами. Он интегрируется с полётным контроллером БПЛА через интерфейс UART и уже готов к использованию: собран действующий прототип, написано встроенное ПО для микроконтроллера STM32G474CEU6 и программа визуализации на Python, которая в реальном времени строит круговую карту препятствий.

Научный задел и признание

Работа над проектом ведётся не первый год. В 2025 году Илья Крылов уже представлял результаты исследований на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Перспективы формирования конкурентоспособной научной модели Российской Федерации» в Стерлитамаке, где получил диплом I степени за разработку структурной схемы устройства . Результаты также опубликованы в научной статье, в которой обоснован выбор времяпролётных датчиков как наиболее подходящих для задач кругового обнаружения благодаря высокой точности на малых дистанциях, быстродействию и устойчивости к внешней засветке.

Взгляд авторов

Руководитель проекта Егор Патрушев, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий АлтГТУ, подчеркивает оригинальность подхода:

«В отличие от существующих аналогов, в нашем датчике нет подвижных элементов, но при этом достигается высокое разрешение по углу как в азимутальном, так и в вертикальном направлениях. Это стало возможным благодаря использованию массива многозонных ToF-матриц. Мы можем масштабировать решение под любой требуемый угол обзора в трёхмерном пространстве. Основное предназначение - взаимодействие с полётным контроллером беспилотного летательного аппарата, но спектр применений гораздо шире: от мобильных роботов до охранных систем».

 

Перспективы

Следующий этап разработки - оснащение датчика нейросетевым алгоритмом для более эффективного обнаружения препятствий в условиях нестационарной обстановки. Это позволит устройству не просто фиксировать расстояние до объектов, но и классифицировать их, принимая решения о манёвре.

Конкурс имени В.И. Берегового, ежегодно проводимый Министерством цифрового развития и связи Алтайского края совместно с Алтайской торгово-промышленной палатой, нацелен на поддержку молодых ИТ-специалистов. В этом году конкурс проходит в номинации «Student аpportunITy», и разработка авторского коллектива АлтГТУ - яркий пример студенческого стартапа, способного лечь в основу будущих технологических прорывов .

Авторы лучших проектов получат дипломы Губернатора Алтайского края и денежные призы: 100, 80 и 50 тысяч рублей за первое, второе и третье места соответственно .