Технологические аспекты проектирования беспилотного электромобиля на базе конструктора Bigo.Land и ArduPilot

На базе подходов, основанных на принципах системного инжиниринга, рассматриваются технологические аспекты проектирования прототипа электромобиля-беспилотника с комбинированной системой управления, которая предполагает возможность простого и безопасного переключения с ручного режима на дистанционный (по радиоканалу) или программный режим. Проектирование конструкции и физическая реализация ее основаны на рассмотрении взаимосвязанных технологий прототипирования, механической обработки, программирования. Проект реализован на базе конструктора Bigo.Land (в его механической и мехатронной части) и на базе ArduPilot/Pixhawk (в его программно-аппаратной части). Базовый состав Bigo.Land дополнен обгонной муфтой двунаправленного действия, которая наряду с программным обеспечением дает возможность пилоту при необходимости вмешиваться в процесс управления. Результатом работы является полнофункциональный прототип электромобиля-беспилотника, обладающий системой очувствления и функциями беспилотного управления и автономного поведения; а также его виртуальная (CAD/CAE) модель и программное обеспечение в виде прошивки полетного контроллера Ardupilot/Pixhawk, расширяющей и дополняющей штатный функционал базового программного обеспечения Ardupilot. Проект и полученные результаты могут быть полезны специалистам, разрабатывающим и эксплуатирующим беспилотную мобильную технику, а также учебным заведениям, реализующим педагогические технологии на базе проектного метода.

1. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Овчинников А.Ю. Прототип беспилотного электромобиля на базе конструктора Bigo.Land. Инженерные технологии и системы. 2025;35(2):186–203.

2. Чугунов М.В., Полунина И.Н., Пьянзин А.М. Проектирование электромобиля-трайка на базе параметрических CAD/CAE-моделей. Инженерные технологии и системы. 2020;30(3):464–479. https://doi.org/10.15507/2658-4123.030.202003.464-479

3. Sun D., Li P., Xia X., Liu D., Baldi S. MRS ArduPilot: An Adaptive ArduPilot Architecture Based on Model Reference Stabilization. In: 2024 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 02–05 June 2024, Jeju Island, Republic of Korea. IEEE; 2024. P. 2723–2728. https://doi.org/10.1109/IV55156.2024.10588730

4. Baldi S., Sun D., Xia X., Zhou G., Liu D. ArduPilot-Based Adaptive Autopilot: Architecture and Software-in-the-Loop Experiments. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2022;58(5):4473–4485. https://doi.org/10.1109/TAES.2022.3162179

5. Li P., Liu D., Xia X., Baldi S. Embedding Adaptive Features in the ArduPilot Control Architecture for Unmanned Aerial Vehicles. In: 2022 IEEE 61st Conference on Decision and Control (CDC), 06–09 December 2022, Cancun, Mexico. IEEE; 2022. P. 3773–3780. https://doi.org/10.1109/CDC51059.2022.9993292

6. Li P., Liu D., Xia X., Baldi S. ADArduPilot: An ArduPilot Compatible Adaptive Autopilot. IFAC-PapersOnLine. 2023;56(2):8097–8104. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2023.10.964

7. Liu T., Wang X., Zhou H., Che X., Liu H., Wang Q. Design and Control of a Two-Wheeled Self-Balancing Robot Made in 3D Printing. In: 2018 Chinese Automation Congress (CAC), 30 November – 02 December 2018, Xi'an, China. IEEE; 2018. P. 1211–1216. https://doi.org/10.1109/CAC.2018.8623557

8. Серегин С.Г. Стандартные приемы программирования в генераторе постпроцессоров системы SprutCAM. Аллея науки. 2017;2(11):497–502.

9. Lavado-Anguera S., Velasco-Quintana P.-J., Terrón-López M.-J. Project-Based Learning (PBL) as an Experiential Pedagogical Methodology in Engineering Education: A Review of the Literature. Education Sciences. 2024;14(6). https://doi.org/10.3390/educsci14060617

10. Hagedorn L., Riedelsheimer Th., Stark R. Project-Based Learning in Engineering Education – Developing Digital Twins in a Case Study. Proceedings of the Design Society. 2023;3:2975–2984. https://doi.org/10.1017/pds.2023.298

11. Чернякова Н.В. Особенности проектирования и реализации предметной подготовки в вузе на основе системного подхода. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2013;1(1). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2013/04/chernyakova_1_13_1.pdf