Обзор бпла типа мультикоптер




Скачать 365.17 Kb.
НазваниеОбзор бпла типа мультикоптер
страница1/8
Дата публикации30.03.2013
Размер365.17 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Математика > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8

Оглавление


ВВЕДЕНИЕ 2

1. Обзор БПЛА типа мультикоптер 7

2. Виртуальный полигон 10

3. Роторы 14

4. 6-DOF тело 16

5. Модель потоков газа в замкнутых пространствах 19

6. Численное решение уравнений Навье-Стокса 21

6.1. Адвекция 27

6.2. Диффузия и вязкость 29

6.3. Решение уравнений Пуассона 30

6.4. Начальные и граничные условия 32

7. Реализация ВП 33

7.1. CUDA реализация Навье-Стокса 34

7.2. Бортовое оборудование 42

7.2.1. Гироскоп 42

7.2.2. Акселерометр 43

7.2.3. Сонар 44

7.2.4. Магнитометр 45

7.2.5. Барометр 46

7.2.6. Система глобального позиционирования 47

7.3. Камеры 48

7.4. Моделирование бортового оборудования 49

7.5. Система оптического захвата движений 51

7.6. Система управления, мониторинга и анализа 58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59

^ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 60


ВВЕДЕНИЕ


Актуальность

В современном мире все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — летательный аппарат многоразового использования без экипажа на борту.

Такие БПЛА применяются, наиболее часто, в качестве робототехнического средства, способного выполнять технологические операции в опасных для человека зонах (инженерная, радиационная, химическая и биологическая разведка). Также возможно осуществление контроля трубопроводов на газовых, химических и нефтяных магистралях в целях предупреждения аварий, охраны лесов и рыбоохраны, ледовой разведки, наблюдение за движением на дорогах. Так, к примеру, на рисунке 1 представлен гексакоптер, который недавно проходил испытания в ГИБДД ГУ МВД России по Московской области, с его помощью можно искать угнанные автомобили в местах недоступных для сотрудников полиции. Также существую разного рода соревнования, в которых БПЛА должны самостоятельно выполнить ряд заданий, к примеру, существует международный конкурс летающих роботов, созданный Робертом Михельсоном. Данный конкурс был создан для того чтобы стимулировать создание небольших, но очень умных, БПЛА способных автономно выполнять сложные задачи. На тему создания умных БПЛА способных маневрировать в замкнутых помещениях и выполнять конкретные типы задач каждый год выходит достаточно большое количество работ [3-5].

c:\engine\quadro-xds\docs\alazar_thesis\gai.jpg

Рис. 1. Гексакоптер используемый в ГИБДД ГУ МВД России по Московской области.

Возможности изучения поведения БПЛА в экстремальных ситуациях экспериментальными методами сильно ограничено, как в связи с дороговизной самого аппарата, так и высокой стоимостью ошибки, которая может возникнуть в ходе эксперимента. Поэтому для этих целей разумно использовать компьютерные эксперименты в реальном времени. Для интерпретации его результатов привлекаются технологии виртуальной реальности, обеспечивающие «погружение» исследователя в моделируемое явление с возможностью всестороннего наблюдения и анализа воспроизводимых закономерностей реального мира. В свою очередь, это стимулирует развитие нового класса проблемно-ориентированных программных комплексов для проведения вычислительного эксперимента – виртуальных полигонов (ВП) для поддержки принятия решений в различных областях науки и промышленности. Процесс проектирования и разработки ВП требует совокупного учета особенностей методов компьютерного моделирования в конкретной предметной области и соответствующих возможностей технологий виртуальной реальности, включая специфику аппаратной реализации. Это достигается путем адаптации математических моделей для формирования предметно-зависимых визуальных динамических сцен с высоким уровнем реалистичности и достоверности.

^ Цель и задачи исследования

  • Анализ математических моделей динамики четырехроторных летательных аппаратов.

  • Разработка метода численного моделирования динамики групп четырехроторных летательных аппаратов с учетом взаимного влияния.

  • Проектирование, разработка и отладка программно-аппаратного комплекса виртуального полигона для исследования динамики групп четырехроторных летательных аппаратов с учетом взаимного влияния.

^ Область исследования

Теория управления, гидромеханика, теория динамики твердого тела, имитационное моделирование.

Предметом исследования является технология создания виртуального полигона применительно к задачам моделирования динамики групп четырехроторных летательных аппаратов.

^ Теоретическая и методологическая основа исследования включает в себя методы вычислительной гидромеханики, теории динамики твердого тела, имитационного моделирования, обработки изображений и научной визуализации.

^ Научная новизна исследования

Использование метода прямого моделирования динамики БПЛА с учетом аэродинамического взаимодействия с другими БПЛА и элементами замкнутых помещений в реальном масштабе времени, моделирование бортового оборудования, позволяющего проводить разнообразные эксперименты для отработки и совершенствования алгоритмов управления БПЛА.

^ Практическую значимость исследования составляет

Программно-аппаратный комплекс виртуального полигона QuadroX-DS, в состав которого входят сам программный комплекс, комплект оборудования для захвата движения и четырехроторный БПЛА.

^ Апробация результатов исследования

Изложенные в диссертации результаты обсуждались на одной IV международной научной конференции MEDIAS-2012 (2012 г., Лимасол, Кипр).

^ Объем и структура работы

Настоящая работа имеет следующую структуру. В первой главе приводится обзор БПЛА типа мультикоптер. Во второй главе рассмотрена архитектура разрабатываемого ВП. В третьей и четвертой главах выводятся формулы для расчета сил действующих на квадрокоптер. В пятой и шестой главах приводится список существующих моделей расчета потоков газа в замкнутой среде и метод численного решения уравнений Навье-Стокса. В седьмой главе описана реализация ВП, в частности приводится решение уравнений Навье-Стокса на CUDA, описывается бортовое оборудование, моделируемое в ВП, и подробно рассказывается о системе захвата движения. В заключении сделаны выводы по проделанной работе.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Обзор бпла типа мультикоптер iconОбзор бпла типа мультикоптер
В современном мире все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты. Беспилотный летательный аппарат (бпла)...

Обзор бпла типа мультикоптер iconПубличный доклад директора муниципального бюджетного учебно-воспитательного...
Муниципальное бюджетное специальное учебно-воспитательное учреждение открытого типа «Специальная общеобразовательная школа открытого...

Обзор бпла типа мультикоптер iconЛабораторная работа №6 «Разработка алгоритмов функционирования бортовой...
Ознакомление с устройством и принципом действия бесплатформенных инерциальных навигационных систем

Обзор бпла типа мультикоптер iconВведение 2
В современном мире все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты. Беспилотный летательный аппарат (бпла)...

Обзор бпла типа мультикоптер iconВведение 2
В современном мире все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты. Беспилотный летательный аппарат (бпла)...

Обзор бпла типа мультикоптер iconВведение 2
В современном мире все большее распространение получают беспилотные летательные аппараты. Беспилотный летательный аппарат (бпла)...

Обзор бпла типа мультикоптер iconРезорбируемая Двухслойная Мембрана для Направленной Костной Регенерации
При изготовлении мембран используется коллаген I типа и III типа без какой-либо дальнейшей химической обработки

Обзор бпла типа мультикоптер iconСпасет ли прививка от гриппа
Тяжелые эпидемии гриппа типа а случаются каждые 10-40 лет, менее тяжелые повторяются каждые 2-3 года. Масштабные вспышки заболеваемости...

Обзор бпла типа мультикоптер iconКораблестроения
На Черном море восстановили подводную лодку «Нерпа» типа «Морж» (630 и 760 т, 16 и 12 уз) и собрали четыре лодки типа аг (360 и 470...

Обзор бпла типа мультикоптер iconСверхсветовые и квзи-сверхсветовые скорости (обзор)
Проведен обзор экспериментально доказанных случаев превышения «скорости света» электромагнитной волной при определенных условиях,...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница