Bezpilotní prostředky

Garant předmětu:

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: