Algorithm for Control of Unmanned Aerial Vehicles in the Process of Visual Tracking of Objects with a Variable Movement’s Trajectory

Abstract

Рассмотрены принципы управления авиационной системой технического зрения, размещённой на беспилотном летательном аппарате на двухстепенной гиростабилизированной платформе с возможностью полного разворота вокруг двух перпендикулярных осей по курсу и тангажу. Устойчивость сопровождения объектов наблюдения на расстоянии до 10000 м обеспечивается применением мультиспектральной оптико-электронной системы, включающей дальномерный, тепловизионный и два визуальных канала. Выполнен анализ объекта наблюдения и методика его сопровождения. Предложен алгоритм интеграции спутниковой радионавигационной системы и бесплатформенной инерциальной навигационной системы на основе интегрального фильтра Калмана, предусматривающей две стадии вычислений: экстраполяцию (предсказание) и коррекцию. В модуль навигации встроено специализированное программное обеспечение для многозадачной операционной системы реального времени FreeRTOS, обеспечивающее получение навигационного решения: широты, долготы и высоты беспилотного летательного аппарата в системе координат WGS-84, а также углов крена тангажа и курса; северной, восточной и вертикальной составляющих скоростей в навигационной системе координат; продольной, вертикальной и поперечной составляющих свободных ускорений и угловых скоростей в связанной системе координат на основе данных от приёмо-измерительного модуля спутниковой радионавигационной системы и данных от 6-осевого МЭМС-датчика STIM 300.