Программное обеспечение навигации беспилотных систем

Цели и задачи дисциплины

Цель: научить студентов проектировать алгоритмы и программное обеспечение для автономных FPV-дронов, оптимизированных для скорости, маневренности и работы в динамических средах. Задачи: основы FPV-дронов и их физика; сенсоры и автономная локализация; управление на высокой скорости; компьютерное зрение для FPV; планирование траекторий; автономный полет и преодоление препятствий.

Краткое содержание дисциплины

Особенности беспилотных систем: высокая скорость, маневренность, конструкция. Физика полета: углы Эйлера, рысканье/тангаж/крен, аэродинамика в турбулентных условиях. Компоненты: видеокамера, видеопередатчик, полетный контроллер. Инерциальные системы: калибровка гироскопов/акселерометров, компенсация дрейфа. Визуальная одометрия с помощью видеокамеры. Использование компьютерного зрения для детекции целей. Использование видеопотока для оценки скорости. ПИД-регуляторы: настройка коэффициентов под агрессивные маневры. Трекинг объектов в реальном времени. Стереозрение для оценки размеров объектов на высокой скорости. Оптимизация алгоритмов под ограниченные ресурсы микрокомпьютера. Алгоритмы для плавных поворотов. Динамическое перепланирование маршрута при обнаружении новых препятствий. Анализ телеметрических данных.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-1 Способность разрабатывать и моделировать схемы отдельных аналоговых и цифровых блоков и всего сложнофункционального блока
ПК-5 Способность выполнять работы по созданию (модификации) и сопровождению информационных систем, автоматизирующих задачи профессиональной деятельности
УК-2 Способен определять круг задач в рамках поставленной цели и выбирать оптимальные способы их решения, исходя из действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений