Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и внедрение системы автоматической посадки БПЛА малого класса самолетного типа на динамическую платформу с использованием интеллектуальной системы технического зрения.

Номер контракта: 14.607.21.0127

Руководитель: Садаков Виктор Александрович

Должность: заместитель начальника училища по УНР

Организация: Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С.Нахимова» Министерства обороны Российской Федерации (г. Севастополь)
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище им. П.С.Нахимова» Министерства обороны Российской Федерации (г. Севастополь)

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
автономные бпла, интеллектуальная автоматическая посадка, адаптивное управление, распознавание образов, нейронные сети, компьютерное зрение, 3d реконструкция, нелинейные идентификационные модели

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание системы автоматической посадки БПЛА малого класса самолётного типа на динамическую платформу с использованием интеллектуальной системы технического зрения.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Основные практические результаты:
разработка технических решений создания программно-аппаратного комплекса системы технического зрения, состоящего из бортового вычислителя и программного обеспечения, обеспечивающего распознавание заданных объектов;
разработка программного комплекса системы автоматического управления, обеспечивающего интеграцию данных бортовой информационно-навигационной системы, системы технического зрения, а также выработку команд и управляющих воздействий для исполнительных механизмов, обеспечивающих выполнение маневрирования на конечном участке траектории и посадку;
разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных ПНИЭР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.
2. Основные экспериментальные результаты:
разработка экспериментального образца автоматической системы посадки БПЛА малого класса самолетного типа на динамическую платформу с использованием интеллектуальной системы технического зрения;
разработка технических решений, обеспечивающих посадку БПЛА на мобильную платформу, захват и фиксацию БПЛА на элементах технического комплекса судового оборудования.
3. Основные характеристики разрабатываемой системы автоматической посадки БПЛА малого класса самолетного типа на корабль с использованием интеллектуальной системы технического зрения:
обеспечение захода на посадку и автоматическая посадка БПЛА малого класса самолётного типа, имеющих взлётный вес до 15 кг, оснащённых электрическим двигателем, питаемым от аккумуляторов, на движущиеся суда различных классов с водоизмещением от 120 тонн и выше, при условиях:
1) температуры наружного воздуха – от минус 40 С до плюс 40 С;
2) скорости движения посадочной платформы (корабля) – не более 20 узлов (10 м/с);
3) ветра, при условии неподвижности посадочной платформы – не более 15 м/с;
4) ветра попутного или бокового по отношению к направлению движения посадочной платформы – не более 15м/с, встречного ветра – не более 5 м/с;
5) дождя или снегопада – не более, чем «умеренный» согласно ГОСТ Р 53613-2009;
6) волнении поверхности моря – не более 5 баллов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Описание конечного продукта - интеллектуальной системы технического зрения для посадки БПЛА на движущуюся платформу. Система позволит:
1) осуществлять обработку изображений, получаемых бортовой интеллектуальной системой технического зрения для решения задач распознавания объектов места возможной посадки;
2) выполнять поиск и распознавание ориентиров на динамической системе посадки с определением трёхмерных координат и иных их геометрических характеристик;
3) рассчитывать положение и ориентацию БПЛА на основании данных об обнаруженных ориентирах на месте посадки, определять координаты, углы наклона БПЛА по трём осям в системе координат, связанной с движущимся кораблём, а также формировать курс, скорость и высоту его полёта с учётом направления скорости и силы ветра и динамических параметров корабля;
4) формировать способы управления и оценки текущего курса, высоты и скорости БПЛА и определять величины управляющего воздействия, требуемого для обеспечения процедуры посадки;
5) сверять положение БПЛА с местом посадки и оценивать расхождение текущего положения БПЛА с его посадочным положением.

2. Элементы новизны научных решений по разрабатываемой системе автоматической посадки БПЛА достигаются:
новым подходом к механизму посадки БПЛА малого класса самолетного типа на корабль с использованием интеллектуальной системы технического зрения и специального судового оборудования системы посадки;
использованием новых передовых технологий, основанных на нейросетях для задач обнаружения, распознавания и классификации динамической платформы, судового оборудования системы посадки, ориентиров на нём;
новыми алгоритмами автоматического взаимодействия бортового оборудования БПЛА с корабельной системой посадки для контроля за процессом посадки и формирование команд управляющих воздействий.

3.Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
Разработка системы автоматической посадки БПЛА малого класса самолетного типа на динамическую платформу с использованием интеллектуальной системы технического зрения решается впервые.

4. Пути и способы достижения заявленных результатов обеспечиваются:
разработкой бортового оборудования БПЛА, включающего программно-аппаратный комплекс интеллектуальной системы технического зрения;
разработкой бортовой системы погашения кинетической энергии БПЛА при посадке;
разработкой технического комплекса судового оборудования, включающего устройство для фиксации БПЛА при посадке и судовую часть системы погашения кинетической энергии БПЛА при посадке;
разработкой программного комплекса системы автоматического управления БПЛА;
созданием специализированного программного обеспечения, обеспечивающего интеграцию системы посадки БПЛА в конструкцию широкого модельного ряда ранее созданных беспилотных летательных аппаратов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Области применения разработок:
модернизация большого модельного ряда разработанных ранее беспилотных летательных аппаратов самолётного типа системой технического зрения для расширения решаемого ими спектра задач;
крупное промышленное производство (чтение штрих-кодов: декодирование 1D и 2D кодов, разработанных для считывая или сканирования машинами, оптическое распознавание символов: автоматизированное чтение текста, например, серийных номеров, измерение: измерение размеров объектов в дюймах или миллиметрах;
министерство чрезвычайных ситуаций для поиска заданных объектов, определения масштабов чрезвычайных ситуаций и т.д.;
оборонная область в системах посадки БПЛА, наведение высокоточного оружия и так далее.
2. Описание практического внедрения планируемых результатов.
После проведения испытаний экспериментального образца будет принято решение на практическое внедрение полученных результатов.
3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений.
При положительных результатах испытаний экспериментального образца возможна массовая модернизация БПЛА самолётного типа с размещением на них интеллектуальной системы технического зрения.

Текущие результаты проекта:
ПНИЭР является новой. Готовность промежуточного отчета – декабрь 2015 года.