15 февраля 2021 года ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П.Королева рассказали о созданом ими первом в России учебно-тренировочном комплексе для операторов мультикоптеров и других беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Тренажер объединяет в себе программную часть с элементами виртуальной реальности, а также настоящий мультикоптер, заключенный в специальном кубе на конструкции «кольцо в кольце». Управляемый оператором аппарат находится в центре конструкции колец и «может занимать любое положение, оставаясь при этом на месте».
Основная цель данной разработки — помочь оператору безопасно освоить тонкости реального пилотирования мультикоптеров без разрушения беспилотного аппарата в процессе обучения в самых разных локациях, например, в городе или на природе и при различных погодных условиях, например, ветре, дожде, снеге.
Тренажер позволяет синхронно управлять виртуальным дроном в компьютерной симуляции, а также одновременно квадрокоптером внутри специальной конструкции, которую разработчики назвали «летунки» для дрона. По мнению разработчиков, «в ходе обучения будущему пилоту очень важно видеть, как реагирует реальный дрон, а не нарисованный на компьютере».
Конструкция «кольцо в кольце» поддерживает размещение внутри различных небольших БПЛА. Характеристики новых аппаратов можно вносить в симулятор для одновременной работы с ними в виртуальной среде.
Ученые сообщили, что в рамках этого проекта они подготовили заявки на два патента. Одна из них на конструкцию куба, где размещается беспилотник. Вторая заявка была сделана на программное обеспечение симулятора полета мультикоптера.
Видеопрезентация тренажера, разработанного Самарскими учеными.
Разработчики учебного программно-аппаратного тренировочного комплекса планируют его модернизировать. В настоящее время тренажер можно использовать удаленно, а также в качестве научного стенда, развернув на его базе пакет программ MATLAB и различных сред моделирования и программирования. В последнем случае на нем можно ставить эксперименты в области баллистики, динамики и управления различными движениями мультикоптера.
Aspos
Там на экране же Unreal и обычный AirSim, нет?
То есть они просто железку сделали для готового симулятора, так?
tormozedison
Там главное не симулятор, и даже не железка, а ПО для сопряжения одного с другим.
Stalker_RED
Еще в первой половине нулевых были авиасимуляторы, к которым подключался настоящий физический пульт управления для радиоуправляемых самолетиков/вертолетиков. Специльно, чтобы осваивать пульт без риска разбить модель.
Тут они к симулятору добавили еще коптер в подвесе. Не совсем понятно зачем. Для наглядности?
Kwisatz
тоже не понял, в чем фишка то?
DesertFlow
Airsim как раз позволяет подключать реальное железо к симулятору, это его базовая функциональность ). Называется Hardware in the Loop (HIL).
Ну то есть, показания гироскопов и акселерометров берутся из симулятора Airsim, передаются на железный контроллер автопилота коптера (в железную плату), тот по своим алгоритмам, вроде применения PID'ов, их обрабатывает и выдает сигналы на моторы. Только они идут не на реальные моторы, а обратно в симулятор. Который изменяет положение модельки в 3д. И так по кругу. При этом коптер в симуляторе управляется с обычного железного пульта. Вот пример:
https://www.youtube.com/watch?v=Xr3aD0ZyCLc
Это позволяет наиболее точно эмулировать полет в симуляторе, так как всю логику делает железный контроллер, который стоит в реальном железном мультикоптере. В справке к Airsim есть примеры сравнений траекторий полета вживую и в симуляторе (с железным контроллером в HIL режиме). Они очень похожи. Разница в том, что игровой движок Airsim, основанный на Unreal Engine 4, рассчитывает аэродинамику упрощенно. В основном, он учитывает просто ньютоновскую динамику.
Так что я тут вижу, что они просто параллельно пустили сигнал и на моторы, а в остальном используют штатную возможность этого open-source симулятора.
bak
Что-то всё равно не понятно. Контроллер внутри коптера супер простой. И он не эмулируют никакую «динамику» и всё остальное. «Динамика» получается за счёт атмосферы, поведения коптера на высоких скоростях, ветра и всего остального.
Максимум чего можно добиться такой штукой — посчитать тягу которую дают винты в ровной спокойной атмосфере на нулевой скорости и нулевой высоте (и то для этого надо дополнительные измерители тяги прикручивать, не уверен что они там есть).
Для обучения существующих симуляторов хватает за глаза, там не нужна сверхточность.
Для измерения динамики такая штука тоже не подойдет, так как нету реальных скоростей / ветра.
DesertFlow
Динамику считает Airsim исходя из векторов тяги на моторах. Причем сама тяга винтов там тоже считается по классическим упрощенным формулам. Я только к тому, что описанное в новости — это HIL режим, который уже есть в open-source симуляторе Airsim, скриншот которого виден в статье.