В.М. Гриняк¹, К.С. Шутов², А.С. Девятисильный³, А.В. Артемьев⁴

¹Владивостокский государственный университет (ВВГУ) (г. Владивосток, Россия)

²Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) (г. Владивосток, Россия)

³Институт автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН (г. Владивосток, Россия)

⁴Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского (г. Владивосток, Россия)

¹victor.grinyak@gmail.com, ²con.shutoff@yandex.ru, ³devyatis@iacp.dvo.ru, ⁴artemyev@msun.ru

Постановка проблемы. Существующие системы управления беспилотниками нередко сталкиваются с ограничениями на изменение их функциональности – для загрузки новых алгоритмов управления необходимо возвращение устройства на базу, его остановка и отключение, перепрограммирование. Это существенно сужает возможности беспилотника и круг решаемых им задач.

Цель. Разработать программную систему управления  беспилотным устройством, позволяющую оперативно, непосредственно во время работы устройства изменять (в том числе удаленно) реализуемые им алгоритмы управления.

Результаты. Разработана программная платформа, которую можно конфигурировать под конкретную модель беспилотника, его периферийные устройства и решаемые задачи. Предложено программно-архитектурное решение для системы управления беспилотником, включающее подсистемы выработки команд управления, исполнения команд управления, сопряжения программной и аппаратной части и конфигурирования. Использован конфигурационный файл для описания состава и функциональности системы. Разработан специальный язык для представления конфигурации. Рассмотрен ряд примеров конфигурирования системы с использованием этого языка. Приведены результаты натурных испытаний беспилотника с такой системой управления.

Практическая значимость. Разработанная программная платформа может быть использована для создания систем управления беспилотными устройствами различного типа.

Гриняк В.М., Шутов К.С., Девятисильный А.С., Артемьев А.В. Конфигурируемая программная платформа для создания систем управления беспилотными устройствами // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2026. Т. 24. № 1. С. 43−55. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202601-05

1. Jensen K., Larsen M., Nielsen S.H., Larsen L.B., Olsen K.S., Jørgensen R.N. Towards an Open Software Platform for Field Robots in Precision Agriculture // Robotics. 2014. № 3. С. 207−234. DOI: 10.3390/robotics3020207.
2. Rodriguez F.S., Diego B.C., Rodilla V.M., Rodriguez-Aragon J., Santos R.A., Fernandez-Carames C. The complete integration of MissionLab and CARMEN // International Journal of Advanced Robotic Systems. 2017. Т. 14. № 3. DOI: 10.1177/1729881417703565.
3. Collett T.H.J., MacDonald B.A., Gerkey B. Player 2.0: Toward a Practical Robot Programming Framework // Proceedings of the Australasian conference on robotics and automation (ACRA 2005). URL: https://playerstage.sourceforge.net/index.php?src=pubs (28.05.2025).
4. Белоусов А.А., Тихонов И.Н., Лемех А.В., Третьяков В.А. Система управления ROS на примере робота Turtlebot // Перспективы развития информационных технологий. 2014. № 22. С. 6−15.
5. Бармина Е.И., Ланин В.В., Плетнев А.О. Разработка учебной программной платформы для робота irobot Create // Открытые семантические технологии проектирования интеллектуальных систем. 2015. № 5. С. 605−608.
6. Ефремов И.С., Страхова А.О., Рыжкова Е.А. Автоматические полеты беспилотного летательного аппарата // Сб. научных трудов кафедры автоматики и промышленной электроники Российского государственного университета им. А.Н. Косыгина. М.: Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство). 2024. С. 124−130.
7. Pan Z., Cao Y., Yang D., Yu Q., Qiu Y. Architecture and Design of Unmanned Sailboat Control System with Open Source, Accessibility and Reliability // IEEE International Conference on Unmanned Systems (ICUS). 2021. P. 520−526. DOI: 10.1109/ICUS52573.2021.9641340.
8. Bigazzi L., Basso M., Boni E., Innocenti G., Pieraccini M. A Multilevel Architecture for Autonomous UAVs // Drones. 2021. Т. 5. № 55. DOI: 10.3390/drones5030055.
9. Liu Y., Wang S., Xue C., Shao X., Shao J. A Simple and Practical Embedded Software System Architecture // Procedia Computer Science. 2020. Т. 166. С. 78−83. DOI: 10.1016/j.procs.2020.02.021.
10. Sanghoon J., Donguk Y., Hoseok J., Hong P. Real-Time Robot Software Platform for Industrial Application // Industrial Robotics - New Paradigms. 2020. DOI: 10.5772/intechopen.91014.
11. Шутов К.С., Гриняк В.М., Артемьев А.В. Аппаратно-программный прототип беспилотного транспортного средства, сочетающего в себе автономный и управляемый режимы работы // Территория новых возможностей. Вестник Владивостокского государственного университета. 2024. Т. 16. № 2(70). С. 135−150. DOI: 10.24866/VVSU/2949-1258/2024-2/135-150.
12. Гриняк В.М., Шутов К.С., Артемьев А.В. Управление движением по программной траектории с помощью нейронной сети // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024. Т. 12. № 1(44). С. 32. DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.024.
13. Гриняк В.М., Шутов К.С., Девятисильный А.С., Артемьев А.В. Управление движением беспилотника по программной траектории на основе машинного обучения // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2025. Т. 27. № 1. С. 66−76. DOI: 10.18127/j19998554-202501-06.
14. Хабаров С.П., Шилкина М.Л. Построение распределенных систем на базе WebSocket. Изд. 2-е, стер. СПб: Лань. 2022. 216 с.
15. Артемьев Б.В., Власов А.И., Исроилов Ж.О., Мулатола С. Анализ программных библиотек для разработки встраиваемых нейросетевых приложений // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2023. Т. 25. № 6. С. 5−12. DOI: 10.18127/ j19998554-202306-01.
16. Лапшинов С.А., Шахнов В.А., Юдин А.В. Направления интеллектуализации управления движением мобильного робота // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2021. Т. 23. № 1. С. 50−62. DOI: 10.18127/j19998554202101-06.
17. Шестаков Е.И., Жданов А.А. Управление модульным манипуляционным роботом на основе метода автономного адаптивного управления // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2022. Т. 24. № 6. С. 38−45. DOI: 10.18127/ j19998554-202206-04.
18. Peldszus S., Brugali D., Strüber D., Pelliccione P., Berger T. Software Reconfiguration in Robotics // Empirical Software Engineering. 2025. Т. 30. № 94. DOI: 10.1007/s10664-024-10596-9.
19. Canelas P., Schmerl B., Fonseca A., Timperley C.S. Understanding Misconfigurations in ROS: An Empirical Study and Current Approaches // Proceedings of 33rd ACM SIGSOFT International Symposium on Software Testing and Analysis (ISSTA). 2024. С. 1161−1173. DOI: 10.1145/3650212.3680350.
20. Ковалёв М.А., Овакимян Д.Н. Беспилотные летательные аппараты вертикального взлета: сборка, настройка и программирование: учебное пособие. Самара: Изд-во Самарского университета. 2023. 96 с.
21. Ayaida M., Messai N., Valentin F., Marcheras D. TalkRoBots: A Middleware for Robotic Systems in Industry 4.0 // Future Internet. 2022. Т. 14. № 109. DOI: 10.3390/fi14040109.
22. Носырев И.Н., Савчиц А.Г., Татур М.М., Перцев Д.Ю. Открытая архитектура системы управления мобильной роботизированной платформы: от онтологии к техническому решению // Материалы 4-й Междунар. Науч. конф. по цифровизации сельского хозяйства и органическому производству (Цифровизация сельского хозяйства). Минск. 5−8 июня 2024 г. Минск: Беларуская навука. 2024. С. 110−123.