Analysis of appliance inertial and magnetic compass systems for ship-drone automatic control through program track
Authors: Филатов В.И. , Астреин В.В. 
Published: September 2024

В статье приводятся результаты натурных испытаний прототипа судна-робота надводного базирования РТК-07V. Данный аппарат представляет из себя робототехнический комплекс, предназначенный для плавания по заданной программной траектории. Основной целью транспортных роботов является перевозка различных грузов, что является актуальным направлением отечественного вектора технического развития. Такой класс робототехнических комплексов находит широкое применение в разных областях и промышленных отраслях. Робот решает несколько задач, среди которых: следование объекта управления согласно заданной программы движения, передача видеоинформации, определение места судна с помощью системы с элементами инерциальной навигации, счисления пути судна, передача навигационной информации с датчиков ориентации и навигации. При создании физической модели робота, в основу конструкции лег образ грузового судна с советующими исполнительными механизмами, представляющими винто-рулевой комплекс и чувствительными элементами – сенсорами и датчиками микроэлектромеханических систем (МЭМС). При разработке программно-алгоритмического комплекса в основу легли традиционные положения из теории автоматического управления, автоматизации судовождения, дискретной математики численных методов. В результате серии экспериментов достигнута настройка системы автоматического регулирования. Произведена идентификация объекта управления. Полученные данные серии экспериментов по программному управлению объекта в бассейне показывают сильные и слабые стороны предлагаемых технических решений.

The full-scale test results of Water-based unmanned drone prototype RTK-07V are stated in this scientific article. This is robotic-technical aid that designed to solve the challenge of execution the navigation through pre-programmed track. The basic target of transport robot is to carry the Cargo between initial and targeted waypoints; thus, it is high-priority direction of research which correlates with Russian vector of technical development. Such robots could be used in various fields of technical tasks and challenges. There are following tasks are solved by RTK-07V: automated sailing through pre-programmed track, real-time video stream, object positioning based on elements of inertial navigation, dead-reconning, transmitting the navigational data sourced from navigational sensors including microelectromechanical sensors (MEMS). The basic shape and hull of the robot designed based on the tanker’s hull shape with appropriate wheel-rudder steering system. Navigational system includes MEMS sensors and microcontrollers. When develop the programmable-algorithm software based on traditional provisions of automatic control theory, Ship’s navigation automatization, discrete mathematics, experiment planning theory, mathematical numerical methods. The result of experiments series allows us to use appropriate settings to adjust autopilot control and tracking system. The dynamic model identification carried out based on physical model. The information given as result of experiments of automated robot model navigation in the basin demonstrates the goals and losses in suggested and described technical solutions.