342-0661/01 – Letecké bezpilotní systémy (LBS)

Garantující katedraInstitut dopravyKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Vladimír Smrž, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Vladimír Smrž, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MAR0102 doc. Ing. František Martinec, CSc.
SVO0061 Ing. Martin Svoboda
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  18
        Zkouška Zkouška 65  16
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (40) Letecká doprava P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (40) Letecká doprava P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (40) Letecká doprava P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (40) Letecká doprava P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku