342-0661/01 – Letecké bezpilotní systémy (LBS)
Garantující katedra | Institut dopravy | Kredity | 5 |
Garant předmětu | doc. Ing. Vladimír Smrž, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Vladimír Smrž, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Předmět je zaměřen na získání základních znalostí z oboru bezpilotních prostředků.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Terénní práce
Anotace
1. Motivační přednáška. Ukázky pokročilých bezpilotních systémů algoritmů řízení a použití senzorických systémů. Historie bezpilotních prostředků a systémů.
2. Specifika bezpilotních prostředků z hlediska materiálů a konstrukce. Stavba draku a křídla. Problémy pevnosti a pružnosti.
3. Pohonné jednotky pro bezpilotní prostředky. Pístové motory, Malé spalovací turbiny. Malé proudové motory. Elektrické pohonné jednotky. Výběr vhodné pohonní jednotky pro konkrétní UAS.
4. Elektronické systémy pro UAS - 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, výběr místa a udržení místa nad cílem/mimo cíl, sledování pozemního pohyblivého cíle. Přiblížení 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 – vyhledávání optimální trajektorie, bezletové zóny, optimalizační kritéria - spotřeba, plnění cílů.
9. Systémy pro automatické řešení kolizí mezi letouny - kooperativní a nekooperativní metody.
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. Možnosti využití bezpilotních systémů
Povinná literatura:
[1] Musial M.: System Architecture of Small Autonomous Java (Paperback), VDM Verlag Dr. Mueller e.K. 2008
[2] Hasik J.: Arms and Innovation: Entrepreneurship and Alliances in the Twenty-First-Century Defense Industry, The university of Chicago Press, 2008
[3] Nolan M. S.: Fundamentals of Air Traffic Control,Thompson Brooks/Cole, 2004
Doporučená literatura:
What is MEMS Technology: https://www.mems-exchange.org/MEMS/what-is.html
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Osnova přednášek:
1. Motivační přednáška. Ukázky pokročilých bezpilotních systémů algoritmů řízení a použití senzorických systémů. Historie bezpilotních prostředků a systémů.
2. Specifika bezpilotních prostředků z hlediska materiálů a konstrukce. Stavba draku a křídla. Problémy pevnosti a pružnosti.
3. Pohonné jednotky pro bezpilotní prostředky. Pístové motory, Malé spalovací turbiny. Malé proudové motory. Elektrické pohonné jednotky. Výběr vhodné pohonní jednotky pro konkrétní UAS.
4. Elektronické systémy pro UAS - 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, výběr místa a udržení místa nad cílem/mimo cíl, sledování pozemního pohyblivého cíle. Přiblížení 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 – vyhledávání optimální trajektorie, bezletové zóny, optimalizační kritéria - spotřeba, plnění cílů.
9. Systémy pro automatické řešení kolizí mezi letouny - kooperativní a nekooperativní metody.
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. Možnosti využití bezpilotních systémů
Osnova cvičení:
1. Přehled různých typů bezpilotních letounů.
2. Diskuse v oblasti výběru vhodné pohonné jednotky pro bezpilotní prostředek.
3. Návrh základních řídicích smyček autopilota.
4. Výběr semestrálních úloh.
5. Práce v týmech na semestrálních úlohách.
6. Prezentace výsledků semestrálních úloh, diskuse, hodnocení, zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky