Проекты
Датчик обнаружения препятствий для беспилотных автономных систем
Тип участника:
Авторский/творческий коллектив
Полное наименование организации/физического лица/авторского или творческого коллектива:
Авторский коллектив Патрушев Егор Михайлович и Крылов Илья Михайлович
В лице (для организации или авторского/творческого коллектива указывается ФИО и должность руководителя):
Патрушев Егор Михайлович
Интернет-сайт заявителя:
https://scholar.google.com/citations?user=SheRxnAAAAAJ&hl=en
Контактное лицо: ФИО:
Патрушев Егор Михайлович
ФИО всех участников авторского/творческого коллектива:
Патрушев Егор Михайлович
Крылов Илья Михайлович
Идея и краткое описание ИТ-проекта:
Проектирование и реализация твердотельного
датчика обнаружения препятствий повышенной надежности на базе ToF-сенсоров
Перечень решаемых задач:
В процессе выполнения проекта были решены следующие задачи: |
Описание функциональных возможностей и элементов проекта:
Твердотельный лазерный ИК ToF - датчик
с азимутальным обзором 360°, вертикальным обзором ±22.5°, разрешающей
способностью 6°, частотой опроса в зависимости от выбранного режима 15Гц или
60Гц, дальностью обнаружения 4м, интерфейсом UART, массой 35г, размерами Ø40×38мм.
Дата внедрения (в случае, если предполагается запуск проекта в эксплуатацию):
-
Используемые платформы, средства разработки:
STM32CubeMX и STM32CubeIDE, python, Компас
3D, FreeCAD.
Стоимость разработки системы:
10000
Средний размер ежегодных затрат на эксплуатацию:
Не требуется
Перспективы развития:
Программа
микроконтроллера датчика может быть
оснащена нейросетевым алгоритмом для более эффективного обнаружения препятствий
в условиях нестационарной обстановки
Достижение поставленных целей:
Поставленная цель проекта, состоящая в разработке датчика обнаружения препятствий для БАС, обеспечивающего круговой обзор без использования движущихся элементов, а также реализации его программно-аппаратного прототипа была полностью достигнута
|
|
Актуальность, экономическая или социальная полезность:
Для безопасного движения современных автономных
робототехнических систем необходим непрерывный круговой обзор: возникновение
«слепых» зон или кратковременная потеря объектов из вида неизбежно грозят
авариями. В то же время, длительная эксплуатация оборудования предъявляет
жесткие требования к его механической надёжности. Любые подвижные элементы со
временем изнашиваются и становятся главным источником отказов при вибрациях. Данная
проблема наиболее критична в условиях замкнутых пространств и интерьеров, где
активно применяются малые наземные роботы, мобильные робототехнические
платформы и малые БАС. В этих сценариях техника маневрирует на ближних
дистанциях в окружении статичных и динамических препятствий. Поэтому актуальностью данной работы является
создание датчика обнаружения препятствий, с широким полем обзора и
твердотельной конструкцией. Такой подход позволяет объединить высокую
надёжность с полнотой охвата, необходимой для безопасной автономной навигации.
Масштабируемость, способность к взаимодействию с другими системами, мобильность:
Выработанный подход к созданию датчика на основе
ToF – матриц позволяет создавать системы с любым углом обзора в трёхмерном
пространстве. Основное предназначение датчика – взаимодействие с полётным
контроллером беспилотного летательного аппарата
Обоснованность применяемых проектных решений:
За основу был взят выпущенный в 2021 году компанией
STMicroelectronics многозонный ToF‑датчик VL53L5CX, обладающий небольшими размерами. Центральный микроконтроллер STM32G474CEU6 разработки той же компании входит в единую
экосистему с ToF‑датчиками.
Оригинальность, новизна, отличие от аналогов либо отсутствие аналогов:
Оригинальность проекта в использовании массива ToF-матриц
для получения кругового обзора. В сравнении с существующими аналогами отсутствуют
подвижные элементы в конструкции при достаточно высоком разрешении по углу в
азимутальном и вертикальном направлениях.
Гарантирую достоверность предоставленной в заявке информации. Подтверждаю, что организация не находится в состоянии ликвидации, банкротства, реорганизации (Только для организаций):
Да
Презентация проекта pdf:
Загрузить
