logologo-text
Бауманцы отправились в Сингапур

Автор: Екатерина Мелихова, Екатерина Карпухина

20 сентября 2022

image

Read 2 minutes

С 23 по 26 сентября состоится SAUVC — The Singapore Autonomous Underwater Vehicle Challenge. Это соревнование, в котором командам-участникам предстоит разработать автоматический подводный аппарат, способный выполнять ряд поставленных задач.

Наш университет на этом конкурсе представляет команда Учебно-научного молодежного центра «Гидронавтика». Основной деятельностью центра как раз и является разработка студенческими инженерными коллективами телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА).

В этом году на соревнованиях команда представит свою новейшую разработку — ТНПА «Кусто», сочетающую в себе характеристики телеуправляемого и автономного аппарата. В течение многих лет команда совершенствует отдельные элементы аппарата для достижения лучшего результата.

Аппарат является автономным и управляется за счет вычислителя Jetson Nano, который определяет алгоритм движения аппарата при помощи машинного зрения. Весь код написан под ROS на основе фреймворка STINGRAY. Команды от вычислителя поступают на нижний уровень, который основан на микроконтроллере STM32. Вся электроника находится в прочных корпусах, выполненных из алюминиевых труб. Герметизация обеспечивается за счет уплотнительных колец и компаунда.

«Соревнования SAUVC — чемпионат Азии по автономной подводной робототехнике. Главная особенность автономных аппаратов — питание от аккумуляторов, а не от внешнего берегового источника, а также отсутствие оператора. По сути автономные аппараты — сложные подводные беспилотники.
Разработка аппарата для таких соревнований проводится в несколько этапов. 
На начальном этапе изучаются правила соревнований. Затем на основе нашего собственного опыта и опыта других участников разрабатывается концепция конструкции и электронной части аппарата, проектируется архитектура верхнего уровня. 
Ещё до того, как аппарат собран в железе, начинается разработка алгоритмов верхнего уровня. Отладка и проверка проводятся на моделях и имитаторах (Gazebo + ROS).
По мере сборки узлов подводного аппарата проводится их детальное тестирование. Работу винтомоторных агрегатов проверяем в бассейне «Гидронавтики». Отлаживаем бесплатформенную систему ориентации на поворотном стенде, проводим макетирование гидроакустического пеленгатора, запись тестовых сигналов в бассейне и т.п. Тем временем программисты алгоритмов верхнего уровня расставляют в бассейне донное оборудование, выполняют его съемку, чтобы потом обучать алгоритмы. 
Когда отдельные компоненты готовы, команда начинает стыковку подсистем. Первая задача — настройка системы управления нижнего уровня, задача которой — стабилизировать аппарат по курсу, глубине и дифференту. Отладка сначала проводится в бассейне «Гидронавтики», затем выполняется серия тестов в бассейне спортивного комплекса МГТУ. 
Когда алгоритмы отлажены, стыкуем две системы: верхнего и нижнего уровня. После чего начинается прогон соревновательных задач (миссий).
Начинающие разработчики уверены, что работоспособность алгоритмов на моделях гарантирует их выполнение на практике. Зачастую нарушение этого принципа пережить непросто и на практике появляется множество сюрпризов, с которыми нужно разбираться. Столкновение с такими трудностями как раз формирует крутых специалистов.
Помимо процесса разработки жизнь участников осложняют и организационные вопросы командировки: получение финансирования, виз, вопросы проживания, соблюдение требований к въезду в Сингапур, вакцинации и т.п. Эти вопросы также требуют пристального внимания. Например, другая команда из России не разобралась с ковидными ограничениями и в итоге пропустит эти соревнования, хотя готовилась к ним три года. В итоге подготовка к соревнованиям превращается в настоящий челлендж для всей команды. Но там где сложности, там и настоящий рост специалистов,» — рассказывает заместитель научного руководителя УНМЦ «идронавтика» Екатерина Гаврилина.