Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Bezpilotní prostředky

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
A0M33BEP Z,ZK 4 2P+2S česky
Předmět nesmí být zapsán současně s:
Unmanned Aerial Vehicles (AE0M33BEP)
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra počítačů
Anotace:

Předmět je zaměřen na získání základních znalostí z oboru bezpilotních prostředků. Jsou probírány konstrukce, pohony, senzory, elektronické systémy, akční členy, řídící elektronika, řídicí algoritmy, přídavná zařízení a také právní aspekty provozování bezpilotních prostředků. Přednášky jsou doplněny exkurzemi do relevantních laboratoří. V rámci cvičení je zpracovávána semestrální úloha na bezpilotním letounu Procerus UAV z oblasti zpracovávání senzorických dat včetně účasti na zkušebním letu.

Požadavky:

U studentů se předpokládají základní znalosti fyziky.

Osnova přednášek:

1. Motivační přednáška. Ukázky pokročilých algoritmů řízení,agentního plánování, senzorických systémů. Krátká historie bezpilotních prostředků.

2. Specifika bezpilotních prostředků z hlediska materiálů a konstrukce. Lamináty, kompozity. Stavba draku a křídla. Problémy pevnosti a pružnosti.

3. Pohonné jednotky pro bezpilotní prostředky. Pístové motory, motory s rotačním pístem. Malé spalovací turbiny. Malé proudové motory. Diskuse výběru vhodné jednotky pro konkrétní UAV projekty.

4. MEMS a SMART inerciální senzory pro bezpilotní letouny - snímané veličiny, MEMS, SMART senzory, zpracování a fúze dat. Uživatelský pohled na GPS, INS a aerometrický systém. Redundance a zabezpečení systému.

5. Základní řídicí smyčky pro jednotlivé módy autopilota bezpilotního letounu. Řízení vzletu, úprava dynamiky, vedení po trati, kroužení nad cílem/mimo cíl, sledování pozemního pohyblivého cíle. Nálet na přistání, přistání.

6. Pokročilé algoritmy pro návrh řídicích systémů - optimální a robustní řídicí systémy.

7. Specifika telemetrie pro bezpilotní letouny - komunikační rozhraní, protokoly, zabezpečení, antény.

8. Plánování letu - optimální trajektorie, bezletové zóny, optimalizační kritéria - spotřeba, plnění cílů.

9. Systémy pro automatické řešení kolizí mezi letouny - kooperativní a nekooperativní metody, systém AgentFly.

10. Řízení koordinovaných úloh skupiny bezpilotních prostředků - formace, monitoring.

11. Uživatelská (přídavná) zařízení - stabilizované základny, optické systémy, lokalizátory, zaměřovače a dálkoměry, zpracování obrazové informace.

12. Právní aspekty provozování bezpilotních prostředků v ČR,v Evropě.

13. UAV projekty v ČR - vyzvaná přednáška.

Osnova cvičení:

1. Ukázky různých typů bezpilotních letounů.

2. Diskuse v oblasti výběru vhodné pohonné jednotky pro bezpilotní prostředek.

3. Exkurze(postupně v rozsahu 3 cvičení) - pevnostní

zkušebna, aerodynamický tunel, UAV projekty v ČR - Sojka, Mamok, Vilík a další.

4. Exkurze.

5. Exkurze.

6. Identifikace modelu (aerodynamických koeficientů) z letových dat.

7. Návrh základních řídicích smyček autopilota.

8. Simulátor - integrated modular avionics testbed.

9. Představení a výběr semestrálních úloh.

10. Práce v týmech na semestrálních úlohách.

11. Práce v týmech na semestrálních úlohách.

12. Práce v týmech na semestrálních úlohách.

13. Práce v týmech na semestrálních úlohách.

14. Prezentace výsledků semestrálních úloh, diskuse, hodnocení, zápočet.

Cíle studia:

Předmět je zaměřen na získání základních znalostí z oboru

bezpilotních prostředků. Posluchači jsou seznámení s konstrukcí, pohony, senzory, elektronickými systémy, akčními členy, řídicí elektronikou, řídicími algoritmy a přídavnými zařízeními používanými bezpilotními prostředky.

Studijní materiály:

[1] Dalamagkidis K., Valavanis K. P., Piegl L. A.: On Integrating Unmanned Aircraft Systems Into the National Airspace System, Springer, 2009

[2] Musial M.: System Architecture of Small Autonomous UAVs (Paperback), VDM Verlag Dr. Mueller e.K. 2008

[3] Hasik J.: Arms and Innovation: Entrepreneurship and Alliances in the Twenty-First-Century Defense Industry, The university of Chicago Press, 2008

[4] Newcome L. R.: Unmanned aviation: a brief history of unmanned aerial vehicles, AIAA, 2004

[5] Nolan M. S.: Fundamentals of Air Traffic Control, Thompson Brooks/Cole, 2004

[6] Cutler J.: Understanding Aircraft Structures

Poznámka:
Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 10. 4. 2020
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1296206.html