📄Работа №200323
Тема: Устройство определения местоположения БПЛА
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
78 листов
Год:
2023
Просмотров:
32
4780
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ технического задания 9
1.1 Содержание работы 9
1.2 Основные понятия 9
1.2.1 Беспилотные летательные аппараты 9
1.2.2 Дальномерные радиолокационные устройства 11
1.2.3 Микроконтроллер 12
2 Обзор аналогичных устройств 15
2.1 Определение местоположения БПЛА и его посадка с помощью ГНСС,
таких как ГЛОНАСС или GPS 15
2.2 Посадка БПЛА с помощью компьютерного зрения и искусственных
нейронных сетей (ИНС) 18
2.3 Посадка БПЛА с помощью с помощью инфракрасных (ИК) лучей 21
3 Разработка алгоритма работы устройства 23
3.1 Определение принципа работы устройства 23
3.2 Разработка алгоритма работы устройства 33
3.3 Определение координат расположения радаров 34
3.4 Разработка системы фильтрации данных 39
3.5 Решение задачи нахождения координат БПЛА 45
4 Разработка программного и аппаратного обеспечения 48
4.1 Разработка программного обеспечения 48
4.2 Разработка аппаратного обеспечения 51
4.3 Разработка и проведение контрольного эксперимента 54
5 Разработка способов дальнейшего улучшения устройства 60
5.1 Определение направлений по дальнейшей работе 60
5.2 Метод прямого поиска Хука-Дживса 62
5.3 Метод деформируемого многогранника Нелдера-Мида 63
6 Безопасность жизнедеятельности 68
6.1 Рекомендации по выбору помещения рабочего места 68
6.1.1 Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных
химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 69
6.1.2 Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах,
оборудованных ПЭВМ 70
6.1.3 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВ.71
6.1.4 Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах,
оборудованных ПЭВМ 72
6.1.5 Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВ 73
6.1.6 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для
взрослых пользователей 76
6.2 Описание рабочего места пользователя и помещения 77
6.3 Требования безопасности к электротехническому изделию 80
7 Организационно-экономический раздел 83
7.1 Технико-экономическое обоснование 83
7.2 Оценка работ 86
7.3 Расчёт временных параметров СГ 87
7.4 Расчёт параметров работ сетевого графика 88
7.5 Расчёт стоимостных параметров сетевого графика 89
7.6 Расчет затрат на разработку, внедрение и применение проекта 91
7.7 Расчёт величины экономического эффекта и срока окупаемости проекта 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ технического задания 9
1.1 Содержание работы 9
1.2 Основные понятия 9
1.2.1 Беспилотные летательные аппараты 9
1.2.2 Дальномерные радиолокационные устройства 11
1.2.3 Микроконтроллер 12
2 Обзор аналогичных устройств 15
2.1 Определение местоположения БПЛА и его посадка с помощью ГНСС,
таких как ГЛОНАСС или GPS 15
2.2 Посадка БПЛА с помощью компьютерного зрения и искусственных
нейронных сетей (ИНС) 18
2.3 Посадка БПЛА с помощью с помощью инфракрасных (ИК) лучей 21
3 Разработка алгоритма работы устройства 23
3.1 Определение принципа работы устройства 23
3.2 Разработка алгоритма работы устройства 33
3.3 Определение координат расположения радаров 34
3.4 Разработка системы фильтрации данных 39
3.5 Решение задачи нахождения координат БПЛА 45
4 Разработка программного и аппаратного обеспечения 48
4.1 Разработка программного обеспечения 48
4.2 Разработка аппаратного обеспечения 51
4.3 Разработка и проведение контрольного эксперимента 54
5 Разработка способов дальнейшего улучшения устройства 60
5.1 Определение направлений по дальнейшей работе 60
5.2 Метод прямого поиска Хука-Дживса 62
5.3 Метод деформируемого многогранника Нелдера-Мида 63
6 Безопасность жизнедеятельности 68
6.1 Рекомендации по выбору помещения рабочего места 68
6.1.1 Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных
химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 69
6.1.2 Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах,
оборудованных ПЭВМ 70
6.1.3 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВ.71
6.1.4 Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах,
оборудованных ПЭВМ 72
6.1.5 Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВ 73
6.1.6 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для
взрослых пользователей 76
6.2 Описание рабочего места пользователя и помещения 77
6.3 Требования безопасности к электротехническому изделию 80
7 Организационно-экономический раздел 83
7.1 Технико-экономическое обоснование 83
7.2 Оценка работ 86
7.3 Расчёт временных параметров СГ 87
7.4 Расчёт параметров работ сетевого графика 88
7.5 Расчёт стоимостных параметров сетевого графика 89
7.6 Расчет затрат на разработку, внедрение и применение проекта 91
7.7 Расчёт величины экономического эффекта и срока окупаемости проекта 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
📖 Введение
Беспилотные летательные аппараты (далее - БПЛА) или дроны в XXI веке стали применяться в самых различных сферах промышленности, таких как сельское хозяйство, геодезия, горнодобывающая и нефтяная промышленности, логистика и строительство, охранные системы. Дроны в основном используются для мониторинга подконтрольных объектов с воздуха и для доставки грузов гражданского и военного назначения [1]. Из-за пандемии COVID-19 и изменения геополитической обстановки рынок дронов в период 2020-2025 годов по прогнозам финансовых аналитиков вырастет на 13,8% и достигнет 42,8 млрд долларов США [2].
Однако согласно статистике [3], 47% аварий дронов происходит из-за человеческого фактора при посадке. Возникает острая необходимость уменьшить этот показатель и полностью отказаться от использования оператора при посадке.
Существует три распространённых способа посадки БПЛА, обладающие своими достоинствами и недостатками.
Посадка с помощью компьютерного зрения и искусственных нейронных сетей.
Достоинства:
- сверхвысокая точность посадки (до одного см);
- отсутствие дополнительного оборудования.
Недостатки:
- малая дальность действия (до 10 м);
- высокие требования к вычислительной мощности;
- высокие требования к оптической проницаемости среды.
Посадка с помощью средств глобального позиционирования.
Достоинства:
- неограниченная дальность действия;
Однако согласно статистике [3], 47% аварий дронов происходит из-за человеческого фактора при посадке. Возникает острая необходимость уменьшить этот показатель и полностью отказаться от использования оператора при посадке.
Существует три распространённых способа посадки БПЛА, обладающие своими достоинствами и недостатками.
Посадка с помощью компьютерного зрения и искусственных нейронных сетей.
Достоинства:
- сверхвысокая точность посадки (до одного см);
- отсутствие дополнительного оборудования.
Недостатки:
- малая дальность действия (до 10 м);
- высокие требования к вычислительной мощности;
- высокие требования к оптической проницаемости среды.
Посадка с помощью средств глобального позиционирования.
Достоинства:
- неограниченная дальность действия;
✅ Заключение
В результате выполнения дипломного проекта был разработан навигационный комплекс на основе гражданских мобильных первичных (с пассивным ответом) надгоризонтных дальномерных радаров сантиметрового диапазона.
Проведено моделирование работы алгоритмов определения местоположения БПЛА, моделирование экспериментов для определения точностных характеристик работы устройства и реализована его сборка. Проведена серия из трёх различных экспериментов для определения точностных характеристик работы комплекса.
В результате выполнения проекта были зафиксированы следующие данные: Параметры разброса данных в эксперименте «1» и «3» соответственно: среднеквадратичное отклонение - о = 1,72 см и 1,61 см;
математическое ожидание - р = 1,4-14 см и 2,9-10-14 см.
Эксперимент «2» проводился специально для корректировки эксперимента «1», поэтому параметры разброса данных в нём не были рассчитаны.
Параметры разброса данных остаются приемлемыми, СКО в среднем в 250 раз ниже, чем этот показатель при использовании самого распространённого в настоящее время способа позиционирования БПЛА с помощью ГНСС.
По результатам оценки затрат на производство единицы устройства она оказалась меньше стоимости использования ИК-маяков.
По результатам оценки дальности действия разработанного устройства она оказалась выше, чем при использовании ИНС и компьютерного зрения.
В разделе безопасности жизнедеятельности были проанализированы условия труда, описаны рабочее место и требования безопасности к изделию.
В организационно-экономическом разделе были рассчитаны основные экономические показатели и параметры СГ.
Проведено моделирование работы алгоритмов определения местоположения БПЛА, моделирование экспериментов для определения точностных характеристик работы устройства и реализована его сборка. Проведена серия из трёх различных экспериментов для определения точностных характеристик работы комплекса.
В результате выполнения проекта были зафиксированы следующие данные: Параметры разброса данных в эксперименте «1» и «3» соответственно: среднеквадратичное отклонение - о = 1,72 см и 1,61 см;
математическое ожидание - р = 1,4-14 см и 2,9-10-14 см.
Эксперимент «2» проводился специально для корректировки эксперимента «1», поэтому параметры разброса данных в нём не были рассчитаны.
Параметры разброса данных остаются приемлемыми, СКО в среднем в 250 раз ниже, чем этот показатель при использовании самого распространённого в настоящее время способа позиционирования БПЛА с помощью ГНСС.
По результатам оценки затрат на производство единицы устройства она оказалась меньше стоимости использования ИК-маяков.
По результатам оценки дальности действия разработанного устройства она оказалась выше, чем при использовании ИНС и компьютерного зрения.
В разделе безопасности жизнедеятельности были проанализированы условия труда, описаны рабочее место и требования безопасности к изделию.
В организационно-экономическом разделе были рассчитаны основные экономические показатели и параметры СГ.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.