UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN"

Lilla Orsósné
5 évvel ezelőtt
Látták:

UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN Bokor József (bokor@sztaki.

hu ) MTA-SZTAKI, Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratórium

1 UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN Bokor József Vanek Bálint, Bauer Péter ) MTA-SZTAKI, Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratórium Automatikus fedélzeti irányítórendszerek a légiközlekedésben Február 4. BME Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék

Pilóta nélküli repülőgép rendszerek piaci perspektívái A japán rizsföldek 90%-át UAV-k permetezik Rendkívül dinamikusan fejlődő terület o Komoly piaci

2 Pilóta nélküli repülőgép rendszerek piaci perspektívái A japán rizsföldek 90%-át UAV-k permetezik Rendkívül dinamikusan fejlődő terület o Komoly piaci potenciál (széles alkalmazási terület) o Innováció által vezérelt o Új kutatási eredmények gyors megjelenése Nincsenek kiforrott megoldások o Hatósági szabályozás hiánya

3 Mire kellenek a UAV-k? Polgári felhasználás: Katasztrófavédelem (árvíz, erdőtűz, légszennyezés stb. figyelése, mérése) Tudományos kutatás (meteorológia stb.) Rendészeti feladatok (zavargások, határvédelem) Katonai felhasználás: Felderítés, információ szerzés Harci alkalmazások

4 Erdőtűz figyelése Marvin helicopter Tömeg: 11 kg Hasznos terhelés: 5-7 kg Rotor átmérő: 1,8 m Hossz: 1,65 m

5 Meteorológiai kutatás, felderítés Global Hawk Tömeg: kg Hatótávolság: km Hasznos terhelés: 1360 kg Fesztávolság: 40 m Maximális rep. magasság: m

6 Harci alkalmazás MQ-9 Reaper (Predator) Tömeg: 4540 kg Hasznos terhelés: 200 kg + fegyverek Fesztávolság: 20 m Maximális rep. magasság: m

7 Robotrepülőgép rendszer fő komponensei Földi állomás A tudomány részéről főleg új algoritmusok fejlesztése, tesztelése, új koncepciók bizonyítása a feladat és a cél, nem a piacképes repülőgép rendszer

8 Robotrepülőgép rendszer fejlesztés fő lépései 1. A repülőgép kiválasztása (felépítés, teherbírás) 2. A rendszer kalibrálása 3. Modellalkotás (számítások, szélcsatorna és egyéb mérések, repülés közbeni mérések) 4. A szabályozási algoritmus (gyakorlatilag programkód) megtervezése és fedélzeti számítógépre vitele 5. Földi tesztelés: 1. HIL (hardware in the loop) tesztek 2. Fedélzeti tesztek 6. Légi tesztelés

9 Repülőgépek E-flite Ultrastick 25e 1.25m 2kg Orca 3m 10kg

10 Navigációs szenzorok Kész termék megvétele (használata könnyű, gyors, de részletes működése ismeretlen) Saját fejlesztés (hosszabb, lassabb, de működése minden részletében ismert) SZTAKI_1 mnav SZTAKI_2

11 Szenzorok kalibrálása

12 Hőmérsékleti kalibrálás

13 Rendszer identifikáció mérésekből

14 Szabályozási feladatok Stabilizáló szabályzás (bedöntés, bólintás) Szög referenciajelek követése Sebesség / magasság tartás Útvonal pontok, vagy kötött útvonal követése Hibadetektálás, hibakorrigálás, rekonfiguráló szabályzás Phycore MPC555 / 40MHz Phycore MPC5200 / 400MHz

15 Hardware-in-the-loop szimuláció felépítése 40 MHz antenna PPM vevő csűrő 40 MHz FM Fedélzeti számítógép PWM jelek MUX magassági korm. 2.4 GHz antenna PhyCore MPC555 PWM jelek oldalkormány Vezeték nélküli modem soros vonal Szenzor egység + repülőgép Földi állomás Digi XStream 2.4 GHz

16 Menjünk repülni!

17 Szögtartás és követés

18 GPS koordináták közti repülés

19 Kutató-mentő útvonal követése szimulációban

20 Kutató-mentő útvonal követése a valóságban

21 És a megbízhatóság? Egyszeres, vagy kétszeres hardware rendszer? 96-97%-os hibadetektálás érhető el napjainkban

22 Kétszerezett rendszer vázlata

23 Új aktuátorok Saját intelligenciával rendelkező önálló egységek, hiba diagnosztikával és korrekcióval, ha lehetséges Integrated modular avionics (IMA) koncepció

24 HIL szimuláció

25 Útvonal követés hibadetektálással

26 És ha már jól repülünk az elég?

pozíció és sebesség becslése, veszélyesség eldöntése

27 Érzékelés és elkerülés ONR (USA) program, célok: A másik (közeli) repülőgép felderítése (radar / kamera) Relatív pozíció és sebesség becslése, veszélyesség eldöntése Elkerülő manőver, a gép által végrehajtható tartományon belül

28 Érzékelés és elkerülés 2. intruder own distant waypoint intruder own aircraft

29 Érzékelés és elkerülés 3. emd N emd D estimated position of intruder at encounter point selected maneuver

30 Beltéri pozícionáló rendszer Ultrahangos rendszer Kamerás rendszer GPS

31 Beltéri pozícionáló rendszer 2. Fototranzisztor Fototranzisztor LCD LCD LED LED

32 LED követés folyamata Fototranzisztorok LED LCD

33 LED követés folyamata Fototranzisztorok LED LCD

34 LED követés folyamata Fototranzisztorok LED LCD

35 Az elkészült pozíció érzékelő TFT modul Szenzor modul Kommunikációs modul Tápellátás modul

36 A helikopter Koaxiális konfiguráció Imbolygótárcsát mozgató szervók Fedélzeti elektronika LED marker Meghajtó motorok

37 Általános struktúra Duplex rádió kommunikáció a PC és a helikopter között Gázkar állás Bólintó és orsózó beavatkozás Irány referencia Mágneses & Gyro szenzor Fedélzeti iránykontroll CAN busz alapú kommunikáció a pozíció szenzorok és a PC között PC futtatja a magasság és pozíció kontrollt

38 Köszönöm szépen a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

UAV fejlesztések és kutatás

UAV fejlesztések és kutatás MTA-SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratórium Prof. Bokor József (bokor@sztaki.hu), Vanek Bálint, Bauer Péter (bauer.peter@sztaki.mta.hu ), Gőzse István (gozse.istvan@sztaki.mta.hu