Registration Number
0824U000830, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-02-2024
popup.evolution
.
Title
Information technology for targeted tasks automation of unmanned aerial systems
Author
Vladyslav Sorokopud,
popup.head Pylyp Prystavka
popup.opponent Olha Cholyshkina
popup.opponent Vyacheslav Kharchenko
popup.review Dmytro Kucherov
popup.review Tetiana Shmelova
popup.rada
National Aviation University
Description
Дисертаційна робота присвячена дослідженню інформаційного навантаження в системах безпілотних авіаційних комплексів, оцінюванню способів узагальнення підходів до їх створення, розгляду засобів протидії зовнішнім чинникам, а також розробці власної системи інформаційного навантаження.
На сьогодні, бузпілотні повітряні судна (БПС) використовуються у великій кількості галузей, основні з яких – військова, логістична, аграрна та комерційна галузь. Варто зазначити, що в українських реаліях це питання набуло подвійної актуальності ще з 2014 року, а в 2022 ще більшого загострення. Про це свідчить введення в експлуатацію Міністерством оборони України в 2023 році більш, ніж 40 БПС, коли станом на 2022 рік було введено тільки 7. Якщо звернути увагу на апаратні рішення, то вони суттєво прив’язані до конкретної архітектури та вирішують задачі покращення працездатності деяких систем або компонентів. Іншим важливим кластером рішень для безпілотних повітряних суден є розробка різнотипного інтелектуального розширення до якого входять задачі супроводу, розпізнавання образів і т.п.
Найбільш перспективними і потрібними в наш час є рішення, які можуть працювати безпосередньо на борту і в режимі реального часу. Такі рішення дозволяють оперативно отримувати інформацію, працювати в автоматичному чи автоматизованому режимах, зберігати радіо мовчання і т.п.. Але розробка таких рішень вимагає від розробників компетентності не тільки в сфері інтелектуального оснащення, а також вирішувати архітектурні питання на борту, вміти працювати з автопілотом та мати досвід в організації протоколів зв’язку для взаємодії з БПС.
Для спрощення процесу подальшого розвитку розробки інтелектуального оснащення безпілотних авіаційних комплексів (БАК), який включає в себе безпілотне повітряне судно і наземну станцію виникає необхідність створити уніфіковану систему, яка буде вирішувати всі внутрішні задачі, які необхідні для польотів і надасть розробникам можливість працювати виключно над створенням інтелектуального функціоналу.
Тому дисертаційне дослідження має вагому наукову і практичну цінність, адже його результати дозволять автоматизувати виконання бортових цільових задач безпілотних авіаційних комплексів на основі БПС роторного типу.
В першому розділі проведені дослідження сфери використання БАК, визначенні ключові аспекти розвитку та наведено специфіку їх використання в світовій та українській практиці. Були виділені основні цільові задачі: пошук об’єкта, супровід об’єкта, розпізнавання об’єктів, альтеративна навігація. Також в розділі наведені сучасні підходи створення інтелектуального оснащення для БАК.
У другому розділі розроблено наведені основні математичні та інструментальні засоби, які були вбудовані в інформаційну технологію. Також в розділі наведений метод пошуку об’єктів на основі особливих та сплайн моделі та метод трекінгу об’єктів. Комбінація цих методів дозволяє реалізувати технологію супроводу об’єктів яка зможе працювати на одноплатному комп’ютері. Наведений метод пошуку підозрілих об’єктів, який дозволяє в автоматичному режимі знаходити об’єкти, які рідко зустрічаються на основі гістограмного аналізу. Також в розділі наведений метод орієнтування за оптичним каналом який базується на двох ключових етапах – попередня побудова плану орієнтування та процедура визначення позиції на основі побудованого плану. За рахунок реалізації цього методу у вигляді вбудованого модуля ІТ отримає стійкість до роботи систем РЕБ або втраті GPS сигналу. В даному розділі продемонстрований метод збору, аналізу та консолідації бортових даних з БПС для автоматизації цільових задач БАК, на основі якої в наступному розділі буде побудована інформаційна технологія.
У третьому розділі була представлена інформаційна технологія автоматизації виконання цільових задач безпілотних авіаційних комплексів та наведена її основна концепція. Наведений модуль генерації бортових команд управління дозволяє ввести абстрактний рівень інтелектуального управління, який був введений на рівні інформаційної технології автоматизації виконання цільових задач безпілотних авіаційних комплексів з фізичними та логічними командами. Також була описана повна реалізація запропонованої ІТ на борту БПС з усіма компонентами, інструментами, модулями та реалізації ІТ на наземній станції.
У четвертому розділі представлений експериментальний зразок безпілотного авіаційного комплексу, який розроблений для тестування розробленої інформаційної технології. Проведені випробування модулю супроводу, який дозволяє ініціювати процес зміщення БПС слідом за визначеним об’єктом на основі локальних зміщень. Протестована робота модулю на різних класах об’єктів (за розміром, кольором) та можливість супроводу рухомих об’єктів. Проведені випробування модулю орієнтування за оптичним каналом, визначено, що він повністю справляється з поставленою задачею та стійкий до наявності шумів і зайвих об’єктів. Описані обмеження запропонованої інформаційно технології, та наведенні рекомендації щодо її використання.
Registration Date
2024-02-06
popup.nrat_date
2024-02-06 / 2026-07-16
