RU2717047C1 - Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones - Google Patents
Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717047C1 RU2717047C1 RU2019125995A RU2019125995A RU2717047C1 RU 2717047 C1 RU2717047 C1 RU 2717047C1 RU 2019125995 A RU2019125995 A RU 2019125995A RU 2019125995 A RU2019125995 A RU 2019125995A RU 2717047 C1 RU2717047 C1 RU 2717047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- uav
- intruder
- control
- intelligent
- Prior art date
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000004297 night vision Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 claims description 7
- 241000712893 Impatiens necrotic spot virus Species 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 4
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
- G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
- G08G5/006—Navigation or guidance aids for a single aircraft in accordance with predefined flight zones, e.g. to avoid prohibited zones
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0073—Surveillance aids
- G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам обнаружения и обезвреживания малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБПЛА).The invention relates to methods and devices for detecting and neutralizing small-sized unmanned aerial vehicles (MBPLA).
Известны и широко применяются различные активные и пассивные способы и устройства обнаружения и обезвреживания МБПЛА, попавших в охраняемую зону [1, 2].Various active and passive methods and devices for detecting and neutralizing MBPLA that have fallen into a protected area are known and widely used [1, 2].
Недостатки известных устройств заключаются в ограниченных функциональных возможностях, отсутствии мобильности, невозможности обезвреживания (устранения) и транспортировки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА-нарушителей), попавших в охраняемую зону.The disadvantages of the known devices are limited functionality, lack of mobility, the impossibility of neutralizing (eliminating) and transporting unmanned aerial vehicles (UAV-intruders) that fall into the protected area.
В качестве прототипа рассмотрим изобретение «Система управления комплексными методами борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами», которые содержат две системы поражения, систему управления боевой частью, пакет направляющих, ракету, систему обнаружения и прицеливания, систему навигации и топопривязки, систему скрытости, систему обработки формирования команд с элементами искусственного интеллекта, БПЛА с элементами борьбы с БПЛА-нарушителем, систему электронного захвата и блок питания [3].As a prototype, we consider the invention “A control system for complex methods of combating small-sized unmanned aerial vehicles” that contains two destruction systems, a warhead control system, a guiding package, a missile, a detection and aiming system, a navigation and topographic reference system, a stealth system, and a formation processing system teams with elements of artificial intelligence, UAVs with elements of the fight against UAV-intruder, electronic capture system and power supply [3].
Недостатки системы заключаются в низкой точности определения координат местоположения объекта (транспортного наземного средства, БПЛА-нарушителя), отсутствии одновременно автоматического и автоматизированного режимов функционирования, низком быстродействии, низкой эффективности подавления БПЛА-нарушителя, малой маневренности (развертываемости) комплекса охраны и низких функциональных возможностях системы контроля охраняемой территории от всех видов БПЛА-нарушителей, обезвреживания, захвата и транспортировки в специальную зону БПЛА-нарушителей, плохой адаптации к изменяющейся ветровой обстановке.The disadvantages of the system are the low accuracy of determining the coordinates of the location of the object (ground vehicle, the UAV-intruder), the absence of both automatic and automated operating modes, low speed, low efficiency of suppressing the UAV-intruder, low maneuverability (deployability) of the security complex and low functional capabilities of the system control of the protected area from all types of UAV-intruders, clearance, capture and transportation to a special zone PLA-offenders, poor adaptation to the changing wind conditions.
Задачей является создание интеллектуального комплекса распределенного управления для борьбы с малогабаритными БПЛА с улучшенными функциональными возможностями за счет повышения быстродействия, маневренности, оперативности БПЛА-охотников и наземных транспортных средств, точности распознавания и определения координат БПЛА-нарушителей, реализации автоматического и автоматизированного режимов работы, обеспечение удобства обслуживания.The task is to create an intelligent complex of distributed control to combat small UAVs with improved functionality by increasing the speed, maneuverability, efficiency of UAV-hunters and ground vehicles, the accuracy of recognition and determination of the coordinates of UAV-intruders, the implementation of automatic and automated operating modes, ensuring convenience service.
Поставленная задача достигается тем, что, как и известное устройство, заявленный комплекс распределенного управления содержит БПЛА-охотник 17, блок поиска БПЛА-нарушителя 2, средства захвата или ликвидации БПЛА-нарушителя, блок питания.The task is achieved in that, like the known device, the claimed distributed control complex comprises a UAV-
Новым является то, что комплекс оборудован комплектом мобильных наземных роботов высокой проходимости (МНРВП) 1, способных транспортировать несколько БПЛА-охотников, тепловизором 3, интеллектуальным распознавателем (ИР) 4, 3D цветной видеокамерой (3DЦВ) 5, направленным микрофоном с встроенной видеокамерой изменяемого увеличения и перестраиваемым лазером (НМВВИУПР) 6, камерой ночного видения (КНВ) 7, блоком позиционирования по горизонту (БПГ) 8, блоком позиционирования по наклону (БПН) 9. интеллектуальным навигационным блоком (ИНБ) 10, блоком управления радиоэлектронной борьбой (БУРБ) 11, блоком подавления сигналов управления (БПСУ) 12, блоком подавления сигналов навигации (БПСН) 13, блоком подавления сигналов телеметрии (БПСТ) 14, блоком подавления видеосигнала (БПВ) 15, блоком экстренной ликвидации БПЛА-нарушителя (БЭЛ) 16, измерителем направления и скорости ветра (ИНСВ) 20, универсальным пультом управления (УПУ) 21, компьютеризированным центральным пультом управления (КЦПУ) 22, блоком памяти (БП) 24 и блоком мониторинга территории (БМТ) 26.New is that the complex is equipped with a set of mobile terrestrial cross-country robots (MNRVP) 1, capable of transporting several UAV hunters, a
При этом:Wherein:
(а) БПЛА-охотник 17 оборудован блоком мониторинга территории (БМТ) 26 с контроллером, измерителем направления и скорости ветра (ИНСВ) 20 и мехатронной сеткой захвата БПЛА-нарушителя (МСЗ) 19 в форме цилиндра с обручем;(a) UAV-
(б) каждый мобильный наземный робот 1 снабжен универсальным блоком питания 25 и связан отдельными двунаправленными линиями связи с процессором БПЛА-охотника 17, с блоком поиска БПЛА-нарушителя 2, с интеллектуальным навигационным блоком (ИНБ) 10, с блоком управления радиоэлектронной борьбы (БУРБ) 11, с универсальным пультом управления (УПУ) 21 и с компьютеризированным центральным пультом управления (КЦПУ) 22;(b) each mobile ground-based
(в) блок поиска БПЛА-нарушителя 2 связан отдельными двунаправленными линиями связи с тепловизором 3, с интеллектуальным распознавателем (ИР) 4, подключенным, в свою очередь, к блоку мониторинга территории (БМТ) 26, с 3D цветной видеокамерой (3DЦВ) 5, с направленным микрофоном (НМВВИУПР) 6, с камерой ночного видения (КНВ) 7, с блоком позиционирования по горизонту (БПГ) 8, с блоком позиционирования по наклону (БПН) 9 и имеет возможность обмена информацией с космическим спутником 23;(c) the intruder UAV search unit 2 is connected by separate bi-directional communication lines with a
(г) блок управления радиоэлектронной борьбы (БУРБ) 11 связан отдельными двунаправленными линиями связи с блоком подавления сигналов управления (БПСУ) 12, с блоком подавления сигналов навигации (БПСН) 13, с блоком подавления сигналов телеметрии (БПСТ) 14, с блоком подавления видеосигнала (БПВ) 15 и с блоком экстренной ликвидации БПЛА-нарушителя (БЭЛ) 16.(d) the electronic warfare control unit (BURB) 11 is connected by separate bi-directional communication lines to the control signal suppression unit (BPSU) 12, to the navigation signal suppression unit (BPSN) 13, to the telemetry signal suppression unit (BPSU) 14, to the video signal suppression unit (BPV) 15 and with the emergency liquidation unit of the intruder UAV (BEL) 16.
В частных случаях исполнения упомянутый БПЛА-охотник может быть выполнен в виде дрона, который содержит центральный блок управления, блок визуальных датчиков и датчиков расстояния, модуль навигации, радиопередатчик, инерциальную навигационную систему, драйверы двигателей и двигатели с пропеллерами.In special cases of execution, the aforementioned UAV hunter can be made in the form of a drone, which contains a central control unit, a block of visual sensors and distance sensors, a navigation module, a radio transmitter, an inertial navigation system, engine drivers, and engines with propellers.
Кроме того, упомянутый комплект мобильных наземных роботов высокой проходимости включает от 5 до 10 мобильных роботов, каждый из которых содержит корпус, раму, левое и правое гусеничное шасси, левый и правый двигатели с редукторами, блок управления двигателем, передние и задние фары, цифровой блок получения и передачи телеметрической информации, причем верхняя часть корпуса содержит зоны-платформы для размещения БПЛА-охотников или транспортировки обезвреженных БПЛА-нарушителей.In addition, the above-mentioned set of mobile terrestrial cross-country robots includes from 5 to 10 mobile robots, each of which contains a body, frame, left and right tracked chassis, left and right engines with gearboxes, an engine control unit, front and rear lights, a digital unit receiving and transmitting telemetric information, the upper part of the hull containing platform zones for placing UAV-hunters or transporting neutralized UAV-intruders.
В частных случаях исполнения комплекса распределенного управления упомянутый интеллектуальный распознаватель 4 может быть выполнен в виде динамически структурно-перестраиваемой нейронной сети и интерфейса.In particular cases of execution of the distributed control complex, the said
Кроме того, упомянутый универсальный блок питания 25 может быть выполнен в составе узла подзарядки, аккумулятора, блока солнечных батарей и ветряного миниэнергоблока.In addition, the aforementioned
Кроме того, упомянутый блок мониторинга территории 26 может содержать анализатор химических и радиационных веществ, искатель взрывчатых веществ, блок электронной разметки территории, индикаторы разметки территории, блок установки индикаторов разметки территории, процессор управления и интерфейс.In addition, said
Кроме того, упомянутый интеллектуальный навигационный блок 10 может быть выполнен в виде блока интерфейсов, преобразователя сигналов, интеллектуального контроллера управления, блока навигационных датчиков и оперативного запоминающего устройства.In addition, the above-mentioned
Кроме того, комплекс может быть оборудован средствами поиска и сопровождения БПЛА-нарушителя в видимом, инфракрасном, звуковом, лазерном режиме, которые управляются блоком позиционирования по горизонту 8 и блоком позиционирования по наклону 9.In addition, the complex can be equipped with search and tracking means for an intruder UAV in visible, infrared, sound, laser mode, which are controlled by a
Кроме того, обезвреживание БПЛА-нарушителей осуществляется подавлением сигналов управления в радиочастотном диапазоне, сигналов навигации, телеметрии и видеосигналов блоками 12, 13, 14. 15 или мощным лазерным излучением НМВВИУПР 6.In addition, the neutralization of UAV-violators is carried out by suppressing control signals in the radio frequency range, navigation signals, telemetry and video signals by
Кроме того, упомянутая мехатронная сетка захвата МСЗ 19 может быть оборудована парашютом для спуска на поверхность земли обезвреженного БПЛА-нарушителя.In addition, the aforementioned mechatronic grid for capturing the MSZ 19 can be equipped with a parachute for launching a neutralized intruder UAV onto the ground.
Предлагаемый комплекс иллюстрируется чертежами на фиг. 1-10.The proposed complex is illustrated by drawings in FIG. 1-10.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого комплекса.In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed complex.
На фиг. 2 приведена схема БПЛА-охотника.In FIG. 2 shows a diagram of a UAV hunter.
На фиг. 3 представлена структурная схема компьютеризированного центрального пульта управления.In FIG. 3 is a structural diagram of a computerized central control panel.
На фиг. 4 дана схема расположения комплекта БПЛА.In FIG. 4 shows the layout of the UAV kit.
На фиг. 5 представлена структурная схема блока мониторинга территории.In FIG. 5 is a structural diagram of a territory monitoring unit.
На фиг. 6 дана структурная схема интеллектуального навигационного блока.In FIG. 6 is a structural diagram of an intelligent navigation unit.
На фиг. 7 представлена структурная схема мобильного наземного робота высокой проходимости.In FIG. 7 is a structural diagram of a mobile terrestrial cross-country robot.
На фиг. 8 приведена структурная схема интеллектуального распознавателя.In FIG. 8 is a block diagram of an intelligent recognizer.
На фиг. 9 приведена схема выполнения последовательности операций предлагаемым комплексом.In FIG. 9 is a flowchart of the proposed complex.
На фиг. 10 дан внешний вид мобильного наземного робота высокой проходимости с компьютеризированным центральным пультом управления.In FIG. 10 shows the appearance of a mobile terrestrial cross-country robot with a computerized central control panel.
Структурная схема комплекса (фиг. 1) включает следующие приборы и блоки:The structural diagram of the complex (Fig. 1) includes the following devices and blocks:
1 - мобильный наземный робот высокой проходимости (МНРВП);1 - mobile terrestrial robot high cross-country (MNRVP);
2 - блок поиска БПЛА-нарушителя;2 - block search UAV intruder;
3 - тепловизор;3 - thermal imager;
4 - интеллектуальный распознаватель (ИР);4 - intelligent recognizer (IR);
5 - 3D цветная видеокамера (3DЦВ);5 - 3D color video camera (3DCV);
6 - направленный микрофон с встроенной видеокамерой изменяемого увеличения и перестраиваемым лазером (НМВВИУПР);6 - directional microphone with a built-in video camera variable zoom and tunable laser (NMVIUPR);
7 - камера ночного видения (КНВ);7 - night vision camera (KNV);
8 - блок позиционирования по горизонту (БПГ);8 - horizontal positioning unit (BPG);
9 - блок позиционирования по наклону (БПН);9 - block positioning on a slope (BPN);
10 - интеллектуальный навигационный блок (ИНБ);10 - intelligent navigation unit (INB);
11 - блок управления радиоэлектронной борьбой (БУРБ);11 - electronic warfare control unit (BURB);
12 - блок подавления сигналов управления (БПСУ);12 - block suppression of control signals (BPSU);
13 - блок подавления сигналов навигации (БПСН);13 - block suppression of navigation signals (BPSN);
14 - блок подавления сигналов телеметрии (БПСТ);14 - block suppression telemetry signals (BPST);
15 - блок подавления видеосигнала (БПВ);15 - block signal suppression (BPV);
16 - блок экстренной ликвидации БПЛА-нарушителя (БЭЛ);16 - block emergency response UAV-intruder (BEL);
17 - БПЛА-охотник;17 - UAV-hunter;
18 - БПЛА-нарушитель;18 - UAV-intruder;
19 - мехатронная сетка захвата БПЛА-нарушителя (МСЗ) с обручем;19 - mechatronic capture grid of an intruder UAV (MRZ) with a hoop;
20 - измеритель направления и скорости ветра (ИНСВ);20 - wind direction and speed meter (INSV);
21 - универсальный пульт управления (УПУ);21 - universal control panel (UPU);
22 - компьютеризированный центральный пульт управления (КЦПУ);22 - computerized central control panel (KTSPU);
23 - космический спутник (КС);23 - space satellite (CS);
24 - блок памяти (БП);24 - memory block (PSU);
25 - универсальный блок питания (УБП);25 - universal power supply (UBP);
26 - блок мониторинга территории (БМТ).26 - territory monitoring unit (BMT).
Комплекс работает следующим образом.The complex works as follows.
Блок поиска БПЛА-нарушителя связан отдельными двунаправленными линиями связи с тепловизором, интеллектуальным распознавателем, 3D цветной видеокамерой, направленным микрофоном с встроенной видеокамерой изменяемого увеличения, камерой ночного видения, блоком позиционирования по горизонту, блоком позиционирования по наклону и космическим спутником и обнаруживает нарушителя. Блок управления радиоэлектронной борьбы подключен отдельными связями к блоку подавления сигналов управления, блоку подавления сигналов навигации, блоку подавления сигналов телеметрии, блоку подавления видеосигнала и блоку экстренной ликвидации БПЛА-нарушителя, благодаря чему может нарушать траекторию движения нарушителя, а при сближении с ним подавать сигнал на блок мехатронных сеток с целью захвата БПЛА-нарушителя.The intruder UAV search unit is connected by separate bi-directional communication lines with a thermal imager, an intelligent recognizer, a 3D color video camera, a directional microphone with a built-in variable-zoom video camera, a night vision camera, a horizontal positioning unit, a tilt positioning unit and a space satellite and detects the intruder. The electronic warfare control unit is separately connected to the control signal suppression unit, the navigation signal suppression unit, the telemetry signal suppression unit, the video signal suppression unit and the emergency UAV emergency liquidation unit, due to which it can disrupt the intruder’s trajectory and, when approaching it, send a signal to mechatronic nets block for the purpose of capturing an intruder UAV.
Комплекс функционирует в четырех режимах:The complex operates in four modes:
Режим 1 - подготовка к работе (формирование эталонной информации и эталонного изображения ЭИ, выполнение тестовых операций);Mode 1 - preparation for work (the formation of reference information and a reference image of EI, performing test operations);
Режим 2 - дежурство, а в случае появления БПЛА-нарушителя формирование программы работы;Mode 2 - duty, and in the case of an unlawful UAV-offender, the formation of a work program;
Режим 3 - нейтрализация (уничтожение или захват) БПЛА-нарушителей;Mode 3 - neutralization (destruction or capture) of UAV-violators;
Режим 4 - транспортировка БПЛА-нарушителя в заданную зону.Mode 4 - transportation of the UAV-intruder to the specified zone.
В первом режиме функционирования предлагаемого комплекса по периметру охраняемой зоны разворачиваются до 10 комплектов устройств (до 10 роботов МНРВП, несущих по 5 БПЛА-охотников; всего до 50 БПЛА-охотник). Затем в тестовом режиме проверяется работа приборов и блоков комплекса. От космического спутника 23, 3D цветной видеокамеры 5, измерителя направления и скорости ветра (ИНСВ) 20 и интеллектуального навигационного блока (ИНБ) 10 воспринимается и записывается в блок памяти (БП) 24 эталонная информация (пространственное состояние охраняемой территории), эталонное изображение (ЭИ) местности, текущие координаты устройств (МНРВП) 1, погодные условия (время суток, скорость и направление ветра, температура воздуха).In the first mode of operation of the proposed complex, up to 10 sets of devices are deployed along the perimeter of the protected zone (up to 10 MNRVP robots carrying 5 UAV-hunters; in total up to 50 UAV-hunter). Then, in test mode, the operation of the devices and units of the complex is checked. From the
Во втором режиме функционируют МНРВП 1, КС 23, ИНБ 10, тепловизор 3, ИР 4, 3DЦВ 5, блок поиска (БП) БПЛА-нарушителя 2, НМВВИУОЛ 6, КНВ 7, БПГ 8, БПН 9, БП 24, ИНСВ 20, УПУ 21 и КЦПУ 22. Направленный микрофон, снабженный встроенной видеокамерой изменяемого увеличения и перестраиваемым лазером (НМВВИУОЛ) 6 имеет усилитель и микроконтроллер для выделения гармонических сигналов в заданном частотном диапазоне, что позволяет обнаружить БПЛА-нарушитель в любое время суток на расстоянии до 500 метров. Одновременно с НМВВИУОЛ 6 функционирует космический спутник 23, воспринимающий (считывающий) информацию об охраняемой территории. Тепловую информацию о БПЛА-нарушителей получает тепловизор 3, который фиксирует точечный элемент БПЛА-нарушителей с повышенной температурой (регуляторы и двигатели БПЛА-нарушителя в процессе работы нагреваются). Кроме того, камера ночного видения (КНВ) 7 имеет систему автоматического слежения и ведет визуальное наблюдение за БПЛА-нарушителем в ночное время. Объемная и цветная информация воспринимается 3DИВ 5. Кроме того, перестраиваемый лазер высвечивает бесшумные, но объемные БПЛА (планеры, воздушные шары). В случае обнаружения БПЛА-нарушителя перечисленными приборами (тепловизором 3, КС 23, ИР 4, 3DИВ 5, НМВВИУПЛ 6, КНВ 7) заявленный комплекс распределенного управления переходит в третий режим функционирования (при этом БПГ 8 отслеживает горизонтальное положение БПЛА-нарушителя, а БПН 9 отслеживает его положение в вертикальной плоскости), т.е. происходит позиционирование платформы с приборами 3, 5, 6, 7 в горизонтальной плоскости на угол +/- 90 градусов с углом наклона по горизонту до 45 градусов. Таким образом, в этом режиме путем комплексной системы слежения возможно обнаружение любого БПЛА (мультикоптера, вертолета, планера, шара).In the second mode, there are
В третьем режиме (нейтрализация БПЛА-нарушителя) при получении информации с любого датчика происходит переключение скорости позиционирования блока поиска на малую скорость, включается горизонтальное позиционирование (БПГ 8), определяется максимальная амплитуда выходного сигнала (БПГ 8) и определяется направление и высота полета БПЛА-нарушителя (временные затраты на данные операции - не более 2 секунд). Данные передаются по цифровому каналу связи на компьютеризированный центральный пульт управления 22 для принятия решения о нейтрализации БПЛА-нарушителя. Все полученные данные записываются в блок памяти 12 и на электронный диск КЦПУ 22 для последующего разбора правильности выполнения команд другими блоками комплекса и правильности действий оператора.In the third mode (neutralization of the intruder UAV), when receiving information from any sensor, the positioning speed of the search unit switches to low speed, horizontal positioning (BPG 8) is turned on, the maximum amplitude of the output signal (BPG 8) is determined, and the direction and height of the UAV flight is determined intruder (time spent on these operations - no more than 2 seconds). Data is transmitted via a digital communication channel to a computerized
Последний этап третьего режима функционирования комплекса: включаются БУРБ 11, БПСУ 12, БПСН 13, БПСТ 14, БПВ 15 и БЭЛ 16. БУРБ 11 управляет нейтрализацией БПЛА-нарушителя радиоэлектронными методами. БПСУ 12 подавляет управляющие сигналы БПЛА-нарушителя при ручном управлении или при передаче сигналов телеметрии. БПСН 13 искажает показания всех навигационных систем и делает невозможным полет БПЛА-нарушителя по заданной программе. БПВ 15 подавляет видеосигналы от всех бортовых видеокамер (тепловизор, камера ночного видения, 3D цветная видеокамера и др.) БПЛА-нарушителя. Подавление сигналов и искажение информации происходит при работе БУРБ 11, он управляет БПСУ 12, БПСН 13, БПСТ 14 и БПВ 15 для подавления всех возможных сигналов БПЛА-нарушителя, генерирующих до 12 радиочастот, например, частота 2,3-2,5 ГГц (при ручном управлении БПЛА-нарушителем), частота 433 МГц (при использовании модема телеметрии), частота 1,6-1,8 ГГц (управлении от космического спутника), частота 5, 8 ГГц (работа видеокамер БПЛА-нарушителя). В результате БПЛА-нарушители либо «зависают» на большой высоте (мультикоптеры), либо падают на земную поверхность (мультикоптеры, дроны с крыльями).The last stage of the third mode of operation of the complex:
В четвертом режиме работы предлагаемого комплекса происходит захват и транспортировка БПЛА-нарушителей в заданное место на МНРВП 1 (или другое заданное место). При обнаружении роботом МНРВП БПЛА-нарушителя координаты нарушителей вводятся в процессор БПЛА-охотников 17, они стартуют с МНРВП 1 и летят в сторону БПЛА-нарушителей. Стартующие БПЛА-охотники 17 разделяются на две группы: первая группа перемещается к БПЛА-нарушителям, которые находятся в пространстве, а вторая группа БПЛА-охотников перемещается к БПЛА-нарушителям, упавшим на земную поверхность. После электронного захвата и идентификации БПЛА-охотником 17 БПЛА-нарушителя бортовой вычислительный комплекс БПЛА-охотника передает сигнал об этом на МНРВП 1 и на КЦПУ 22, которые включают (в случае необходимости) повторные операции блокирования (подавления) сигналов управления БПЛА-нарушителей.In the fourth mode of operation of the proposed complex, the UAV-intruders are captured and transported to a predetermined location on MNRVP 1 (or another specified location). If the robot detects an intruder UAV, the coordinates of the intruders are entered into the processor of the UAV-
Далее происходит сближение БПЛА-охотников 17 и БПЛА-нарушителей по сигналам бортовой телеметрии БПЛА-охотников 17, не используя внешнее управление и навигацию. При подлете к БПЛА-нарушителям у БПЛА-охотников 17 распускаются мехатронные сетки захвата (МСЗ) 19, которые окутывают БПЛА-нарушителей [1-3]. После захвата БПЛА-нарушителей КЦПУ 22 (или непосредственно робот МНРВП 1) выключает аппаратуру радиоэлектронной борьбы (блоки 11-16), и БПЛА-охотник 17 продолжает управляемый полет на базу с захваченным БПЛА-нарушителем.Then, the UAV-
Универсальный блок питания (УБП) 25, осуществляющий электропитание предлагаемого комплекса (кроме БПЛА-охотников 17, имеющих автономное питание), состоит из аккумулятора, блока подзарядки на основе солнечной батареи и ветряного миниэнергоблока.A universal power supply unit (UBP) 25, which supplies power to the proposed complex (except for UAV-
На самом БПЛА-охотнике 17 блок МСЗ 19 целесообразно закрепить по периметру круга, образующего посадочную платформу шасси. Сама сетка имеет форму цилиндра с сужением на конце и с закрепленным грузом. Ввиду симметричности данная сетка наиболее стабильна в полете. На начальном этапе полета сетка с обручем размещается в специальном контейнере на шасси, сетка выбрасывается при подлете к нарушителю по команде оператора или полетного контроллера. Если вес нарушителя превышает грузоподъемность дрона, шасси имеет механизм расстыковки, который отсоединяет средство захвата, и нарушитель вместе с сеткой и обручем падает на землю. Сетка может быть в виде крупной ячеистой сети типа рыболовной, или в виде металлической сетки, и может быть оборудована парашютом. Блок МСЗ может содержать несколько сеток 19.On the
На фиг. 2 приведена структурная схема БПЛА-охотника 17, которая состоит из:In FIG. 2 shows a structural diagram of a UAV-
27 - ЦБУ с контроллером;27 - a central control unit with a controller;
28 - модуль питания;28 - power module;
29 - пропеллер (с электродвигателем);29 - propeller (with electric motor);
30 - блок визуальных датчиков и датчиков расстояния (БВДДР);30 is a block of visual sensors and distance sensors (BVDR);
31 - модуль навигации (с высотомером, определитель координат GPS/ГЛОНАССА);31 - navigation module (with altimeter, GPS / GLONASS coordinates determinant);
32 - радиопередатчик;32 - radio transmitter;
33 - инерциальная система навигации (ИСН).33 - inertial navigation system (ISN).
Информация на БПЛА-охотник 17 поступает МНРВП 1 через радиопередатчик 32, обеспечивающий шифрование, а также прием и передачу информации. Управляет работой БПЛА-охотника 17 центральный блок управления (ЦБУ) 27, содержащий контроллер управления, блок памяти, блок телеметрии и интерфейс. ИСН 33 (гироскоп) обеспечивает стабилизацию БПЛА-охотника 17 в пространстве, а модуль навигации осуществляет местоопределение БПЛА-охотника 17 в пространстве. Модуль навигации 31 состоит и автопилота и определителя координат GPS/ГЛОНАСС. Окружающая обстановка вокруг БПЛА-охотника 17 воспринимается (считывается) блоком визуальных датчиков и датчиков расстояния (БВДДР) 30, включающий 3D цветную видеокамеру, миникамеру ночного видения, тепловизор и лазерный датчик расстояния. ЦБУ 27 через драйвер двигателя управляет скоростью вращения пропеллеров 29. Этим обеспечивается управление скоростью движения и подъемной силой БПЛА-охотника 17. При этом все приводы (двигатели) с пропеллерами 29 могут изменять свое положение относительно вертикальной оси. Это обеспечивает высокую маневренность БПЛА-охотника, например, в случае ветреной погоды. Таким образом, ЦБУ 27 обеспечивает следующие автономные операции БПЛА-охотника 17: управление электродвигателями, стабилизацию и координацию в пространстве, навигацию, управление электропитанием и полетом, принятие решения, защиту от столкновения, а также работу в режиме ручного управления. Причем Экономичный модуль питания 28 снабжен подзаряжаемым аккумулятором. В процессе работы БПЛА-охотник 17 выполняет следующие операции:Information on the UAV-
1) выделение и распознавания цели с БПЛА-нарушителя по визуальному каналу;1) the selection and recognition of the target from the UAV-intruder through the visual channel;
2) сопровождение цели по визуальному каналу;2) tracking the target through the visual channel;
3) подавление сигналов управления у БПЛА-нарушителя в радиочастотном диапазоне (в случае необходимости);3) suppression of control signals from an intruder UAV in the radio frequency range (if necessary);
4) предсказательное моделирование траектории движения БПЛА-нарушителя;4) predictive modeling of the trajectory of the UAV-intruder;
5) прокладывание собственного оптимального маршрута движения в точку перехвата БПЛА-нарушителя;5) laying own optimal route of movement to the point of interception of the UAV-intruder;
6) разрушение или физический захват БПЛА-нарушителя;6) destruction or physical seizure of an intruder UAV;
7) перемещение захваченного БПЛА-нарушителя в точку привязки (на базу);7) moving the captured intruder UAV to the anchor point (to the base);
8) взаимодействие с компьютеризированным центральным пультом управления 22.8) interaction with a computerized
Функции выделения и распознавания цели по визуальному каналу осуществляются бортовыми системами БПЛА при вхождении «нарушителя» в зону видимости БПЛА-охотника 17. Данная функция обеспечивается с применением разработанных специальных алгоритмов обработки изображений и малогабаритных вычислителей с параллельной архитектурой. После установления визуального контроля «нарушитель» электронно фиксируется и сопровождается с отслеживанием координат.The target detection and recognition functions through the visual channel are carried out by the UAV onboard systems when the “intruder” enters the visibility range of the UAV-
На фиг. 3 представлена структурная схема компьютеризованного центрального пульта управления, которая состоит из следующих приборов:In FIG. 3 presents a structural diagram of a computerized central control panel, which consists of the following devices:
34 - компьютеризованное рабочее место пилота (КРМП);34 - computerized workplace of the pilot (CRMP);
35 - компьютеризованное рабочее место инженера (КРМИ);35 - computerized workplace of an engineer (CRMI);
36 - блок шифрования;36 - encryption block;
37 - приемо-передатчик;37 - transceiver;
38 - антенный блок с автотреком (АБА);38 - antenna unit with autotrack (ABA);
39 - цифровой блок телеметрии (ЦБТ);39 - digital telemetry unit (CBT);
40 - универсальный стационарный блок питания (УСБП).40 - universal stationary power supply unit (USBP).
Комплексом управляет оператор с помощью компьютеризованного рабочего места пилота (КРМП) 34, на дисплее которого отображается вся навигационная информация от всех МНРВП 1 и БПЛА-охотников 17 и все пространственное состояние территории (зоны контроля). Техническое состояние всех МНРВП 1 и БПЛА-охотников 17, а также техническое состояние БПЛА-нарушителей отображается на дисплее компьютеризированного рабочего места инженера (КРМИ) 35, который может корректировать работу МНРВП 1 и БПЛА-охотников 17. Обработанная информация отображается на дисплеях КРМП 34 и КРМИ 35 с помощью цифрового блока телеметрии (ЦБТ) 39. Для надежной связи используется антенный блок, с автотрекером (АБА) 39, реализующий узконаправленный электромагнитный пучок. Для исключения перехвата информации она шифруется блоком шифрования 36 и передается приемопередатчиком 37 на МНРВП 1 и универсальный пульт управления (УПУ) 21.The complex is controlled by the operator with the help of a computerized workplace of the pilot (CRMP) 34, the display of which displays all the navigation information from all
На фиг. 4 дана схема расположения комплекта БПЛА-охотников и БПЛА-нарушителей на единичном мобильном наземном роботе высокой проходимости (МНРВП).In FIG. Figure 4 shows the layout of a set of UAV-hunters and UAV-intruders on a single mobile terrestrial cross-country robot (MNRVP).
Здесь на фиг. 4А показана схема расположения БПЛА-охотников 17 на поверхности 42 МНРВП 1. Зона «С-Ф» - зона старта-финиша, и зона «СКЛАД» (зона складирования), куда транспортируют после обезвреживания БПЛА-нарушителей. Таким образом, БПЛА-охотники 17 стартуют из зоны «С-Ф» и транспортируют нарушителей в зону «СКЛАД» МНРВП 1.Here in FIG. 4A shows the location scheme of UAV-
Количество БПЛА-охотников в заявленном комплексе распределенного управления интеллектуальными роботами может быть различным. На фиг. 4 А, Б показано возможное количество БПЛА-охотников на каждом МНРВП 1 в количестве пяти БПЛА.The number of UAV hunters in the claimed complex of distributed control of intelligent robots may be different. In FIG. 4A, B shows the possible number of UAVs-hunters on each
На фиг. 5 представлена структурная схема блока мониторинга территорий (БМТ), которая может состоять из следующих элементов:In FIG. 5 is a structural diagram of a territory monitoring unit (BMT), which may consist of the following elements:
43 - интерфейс, отображающий информацию распознавателя 4;43 is an interface displaying information of the
44 - процессор управления (ПУ);44 - control processor (PU);
45 - анализатор химических и радиационных веществ (АХРВ);45 - analyzer of chemical and radiation substances (AHRV);
46 - искатель взрывчатых веществ (ИВВ);46 - explosive finder (TRS);
47 - блок электронной разметки территории (БЭРТ);47 - block electronic territory marking (BERT);
48 - блок установки индикаторов для разметки территории (БУИРТ).48 - block installation indicators for marking the territory (BUIRT).
Блок мониторинга территории БМТ 26 функционирует следующим образом. От интеллектуального распознавателя 4 поступает на интерфейс 43 информация о состоянии территории, местоположения конкретного (i-го) МНРВП 1 и командный сигнал на начало работы БМТ 26. После этого процессор управления (ПУ) 44 включает в работу АХРВ 45 и ИВВ 46, которые осуществляют анализ окружающей среды и территории о химическом или радиационном заражении, а также обеспечивают поиск взрывчатых веществ. АХРВ 45 и ИВВ 46 раскрыты в [11-14]. Информация о состоянии территории отображается на экране БЭРТ 47, а опасные места размечаются БУИРТ 48 [15].The monitoring
На фиг. 6 дана структурная схема интеллектуального навигационного блока (ИНБ) 10 (см. фиг. 1), который состоит из следующих приборов:In FIG. 6 is a structural diagram of an intelligent navigation unit (INB) 10 (see Fig. 1), which consists of the following devices:
49 - блок интерфейсов;49 - interface block;
50 - преобразователь сигналов (ПС);50 - signal converter (PS);
51 - интеллектуальный контроллер управления;51 - intelligent control controller;
52 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);52 - random access memory (RAM);
53 - блок навигационных датчиков (БНД).53 - block navigation sensors (BND).
Интеллектуальный навигационный блок (ИНБ) 10 функционирует следующим образом. Блок интерфейсов (БИ) 49 взаимодействует с роботом 1, космическим спутником (КС) 23 и блоком памяти (БП) 24; На ИНБ 10 через блок интерфейсов 49 поступает информация о текущих координатах от блока навигационных датчиков (БНД) 53, в который входят GPS/ГЛОНАСС, инерциальная навигационная система ИНС, блок поиска БПЛА-нарушителя 2, блок управления радиоэлектронной борьбы 11, а также информация от космического спутника 23 о состоянии территории (расположение объектов на территории, на которой находится комплект роботов МНРВП 1, а также информация о местоположении и состоянии конкретных i-тых МНРВП). После этого преобразователь сигналов 50 преобразует (масштабирует, кодирует) сигналы и передает их на БНД 53 и в ОЗУ 52, информация от которых обрабатывается и используется интеллектуальным контроллером управления 51, формирующим стратегию работы и программу функционирования МНРВП 1.Intelligent navigation unit (INB) 10 operates as follows. The interface unit (BI) 49 interacts with the
На фиг. 7 представлена структурная схема интеллектуального мобильного наземного робота высокой проходимости МНРВП 1, который состоит из следующих элементов:In FIG. 7 is a structural diagram of an intelligent mobile terrestrial
54 - корпус;54 - case;
55 - несущая рама с блоком питания;55 - supporting frame with power supply;
56 - левое гусеничное шасси (ЛГШ);56 - left tracked chassis (LGSH);
57 - правое гусеничное шасси (ПГШ);57 - right tracked chassis (PGSH);
58 - левый двигатель с редуктором (ЛДР);58 - left engine with gearbox (LDR);
59 - правый двигатель с редуктором (ПДР);59 - the right engine with gear (PDR);
60 - блок управления двигателем (БУД);60 - engine control unit (ECU);
61 - отсек для монтажа сменных модулей с быстросъемной фиксацией (ОМСМБФ);61 - compartment for mounting interchangeable modules with quick-release latch (OMSMBF);
62 - передние фары;62 - headlights;
63 - задние фары;63 - taillights;
64 - цифровой блок получения и передачи телеметрической информации (ЦБППТИ).64 - a digital unit for receiving and transmitting telemetric information (CCCTI).
Интеллектуальный мобильный наземный робот высокой проходимости МНРВП сконструирован и функционирует следующим образом.Intelligent mobile terrestrial robot high cross-country MNRVP designed and operates as follows.
На раме 55 закреплены ЛГШ 56 и ПГШ 57. МНРВП движется с помощью ЛДР 58 и ПДР 59, управляемый БУД 60 и питаемый блоком 25. Повороты МНРВП также осуществляются с помощью БУД 60 (например, если включается ПДР 59, то производится поворот налево, а при включении ЛДР 58 осуществляется поворот направо). В отсеке ОМСМБФ 61 располагаются следующие блоки устройства: 2-16, 20, 26. Передние фары 62 и задние фары 63 установлены на корпусе 54, которые крепятся к раме 55. Фары 62, 63 функционируют в оптическом диапазоне (видимом и инфракрасном) [4, 11, 12]. В зонах «Старт» и «Склад» располагаются БПЛА-охотники и БПЛА-нарушители (фиг. 4). Связь с компьютеризованными рабочими местами 34, 35 и другими МНРВП 1 обеспечивает ЦБППТИ 64, а также приборы, входящие в ОМСМБФ 61 (фиг. 7).
На фиг. 8 представлена структурная схема интеллектуального распознавателя.In FIG. 8 is a block diagram of an intelligent recognizer.
65 - гибридная вычислительная платформа;65 - a hybrid computing platform;
66 - лидар;66 - lidar;
67 - тепловизор;67 - thermal imager;
68 - система сбора и анализа данных;68 - data collection and analysis system;
69 - стереокамера.69 - stereo camera.
Интеллектуальный распознаватель выполнен в виде динамически структурно-перестраиваемой нейронной сети и интерфейса. Здесь гибридная вычислительная платформа 65 и система сбора и анализа данных 68 собирают визуальную информацию с датчиков (лидар 66, тепловизор 67, стереокамера 69) и обрабатывают ее с целью распознавания образов и понимания окружающей среды, а также обмениваются информацией с внешней средой. Система сбора и анализа данных 68 выполняет специализированные алгоритмы обработки и анализа изображений, используя как центральный процессор, так и программируемую логическую интегральную схему.The intelligent recognizer is made in the form of a dynamically structurally tunable neural network and interface. Here, a
На фиг. 9 дана операторная схема управления функционированием предлагаемого комплекса. Перечислим смысл введенных операторов.In FIG. 9 is an operator diagram of the operation of the proposed complex. We list the meaning of the introduced operators.
1. Оператор Н означает начало работы комплекса, приборы и блоки в целом подготавливаются к работе (возврат в исходное состояние, очистка памяти и т.п.) и вырабатывается команда для блоков 10 и 22, определяющих последовательность операций.1. Operator N means the start of the complex operation, devices and blocks as a whole are prepared for operation (reset, resetting the memory, etc.) and a command is generated for
2. Оператор Д означает размещение комплекта МНРВП 1 с БПЛА-охотниками 17 для дежурства охраняемой территории.2. Operator D means placing a set of
3. Оператор В включает через КЦПУ 22 все блоки предлагаемого комплекса для обнаружения БПЛА-нарушителей.3. Operator B includes through
4. Оператор Э вводит в блок памяти 24 эталонную информацию о местоположении комплекта (включая эталонные изображения - ЭИ), а также другую эталонную информацию об окружающей среде.4. The operator E enters into the
5. Оператор Oq управляет обнаружением БПЛА-нарушителей и фиксирует координаты БПЛА-нарушителей. Здесь необходимо выполнения условия q: нарушители относятся к классу БПЛА (скорость движения и размер летательных объектов не превышает допустимые параметры), тогда выполнение операции передается к следующему оператору С, в противном случае сигнал на С не передается.5. The Oq operator controls the detection of UAV-intruders and fixes the coordinates of UAV-intruders. Here it is necessary to fulfill the condition q: violators belong to the UAV class (speed and size of flying objects do not exceed the permissible parameters), then the operation is transferred to the next operator C, otherwise the signal is not transmitted to C.
6. Оператор С обеспечивается электронный захват и сопровождение БПЛА-нарушителей (используются координаты, габаритные характеристики, направление движения и скорость БПЛА-нарушителей).6. Operator C provides electronic capture and tracking of UAV-intruders (coordinates, overall characteristics, direction of movement and speed of UAV-intruders are used).
7. Оператор К классифицирует БПЛА-нарушителей по координатам и скорости движения и определяет очередность старта БПЛА-охотников 17. Здесь необходимо выполнение условия Р: единственный нарушитель (БПЛА-нарушитель) или несколько нарушителей (БПЛА-нарушителей). Если нарушитель единственный, то определяется стартующий БПЛА-охотник 17 (Оператор К1р), если нарушителей несколько, то определяются стартующие БПЛА-охотники (Оператор К2р).7. Operator K classifies UAV-intruders by coordinates and speed of movement and determines the order of start of UAV-
8. Оператор У1, У2 включают операции электронной ликвидации (устранения) БПЛА-нарушителей средствами блока управления радиоэлектронной борьбой (БУРБ) 11. При этом одновременно на заданное время отключаются все электронные системы БПЛА-охотника 17.8. Operator U 1 , U 2 include operations of electronic elimination (elimination) of UAV-violators by means of the electronic warfare control unit (BURB) 11. At the same time, all electronic UAV-
9. Операторы З1, З2 означают старт БПЛА-охотников 17 и захват БПЛА-нарушителей (одного или нескольких).9. Operators З 1 , З 2 mean the start of UAV-
10. Операторы Т1, Т2 означают транспортировку БПЛА-нарушителей и складирование их в зону складирования на роботах МНРВП 1.10. Operators T 1 , T 2 mean transportation of UAV-intruders and storing them in the storage area on
11. Оператор К означает окончание работы предлагаемого комплекса. Происходит электронная фиксация результата и размещение БПЛА-охотников в зоне старта МНРВП.11. Operator K means the completion of the proposed complex. The result is electronically recorded and the UAV-hunters are placed in the launch area of the MNRVP.
Пилотный образец заявленного комплекса с соответствующим программным обеспечением создан и успешно испытан на полигоне заявителя. Предлагаемый комплекс имеет значительно лучшие технические характеристики по сравнению с ближайшим аналогом. Эти характеристики заключаются в следующем.A pilot sample of the claimed complex with the appropriate software was created and successfully tested at the applicant's training ground. The proposed complex has significantly better technical characteristics compared to the closest analogue. These characteristics are as follows.
1. Повышается точность определения координат местоположения предлагаемых устройств (комплекта транспортных мобильных наземных роботов и БПЛА-охотников в навигационном режиме) и типа и положения БПЛА-нарушителей за счет введения интеллектуального распознавателя, интеллектуальной комплексной системы поиска БПЛА-нарушителя содержащей тепловизор, 3D цветную телекамеру, камеру ночного видения, направленный микрофон с встроенной видеокамерой изменяемого увеличения и лазером, систему позиционирования по горизонту, систему позиционирования по наклону, а также определителя координат GPS/ГЛОНАСС, гироскопа, акселерометра, измерителя направления и скорости ветра, автопилота. Высокая точность определения местоположения достигается более высокой точностью оценки координат мобильного наземного робота и БПЛА-охотника, а также использованием дополнительной информации при сравнении текущего и эталонного изображений.1. The accuracy of determining the coordinates of the location of the proposed devices (a set of transportable mobile ground-based robots and UAV-hunters in navigation mode) and the type and position of UAV-intruders due to the introduction of an intelligent recognizer, an intelligent integrated search system for UAV-intruder containing a thermal imager, 3D color camera, night vision camera, directional microphone with built-in variable zoom video camera and laser, horizontal positioning system, positioned system tilt, as well as GPS / GLONASS coordinate determinant, gyroscope, accelerometer, wind direction and speed meter, autopilot. High accuracy of positioning is achieved by higher accuracy of coordinates estimation of a mobile ground-based robot and a UAV-hunter, as well as by using additional information when comparing the current and reference images.
2. Повышается эффективность подавления БПЛА-нарушителя за счет комплексной системы радиоэлектронной борьбы путем введения системы подавления сигналов навигации, системы подавления сигналов телеметрии и системы подавления видеосигнала БПЛА-нарушителя.2. The suppression efficiency of an intruder UAV is enhanced due to the integrated electronic warfare system by introducing a navigation suppression system, a telemetry suppression system and an intruder UAV video suppression system.
3. Обеспечивается автоматический и автоматизированный режимы управления предлагаемыми устройствами (мобильным наземным роботом высокой проходимости и БПЛА-охотником). Автоматизированный режим осуществляется оператором с помощью универсального пульта управления и компьютеризованного рабочего места управления, а автоматический режим выполняется по автоматической программе, записанной в памяти микроконтроллеров управления мобильного наземного робота и БПЛА, и при ее адаптации (подстройке программы и задании параметров) с учетом информации от интеллектуального распознавателя, автопилота, а также всей текущей информации, поступающей в микроконтроллеры управления.3. Provides automatic and automated control modes of the proposed devices (mobile terrestrial cross-country robot and UAV-hunter). The automated mode is carried out by the operator using a universal control panel and a computerized workstation, and the automatic mode is performed according to the automatic program recorded in the memory of the control microcontrollers of the mobile ground robot and UAV, and when it is adapted (tuning the program and setting parameters) taking into account information from the intellectual recognizer, autopilot, as well as all the current information entering the control microcontrollers.
4. Расширяются функциональные возможности, повышается оперативность, маневренность и управляемость (приспосабливаемость) предлагаемого комплекса, обеспечивающего:4. Expanding functionality, increasing efficiency, maneuverability and controllability (adaptability) of the proposed complex, which provides:
во-первых, возможность контроля охраняемой территории от всех типов малогабаритных БПЛА-нарушителей за счет эффективной комплексной системы радиоэлектронной борьбы;firstly, the ability to control the protected area from all types of small-sized UAV intruders through an effective integrated electronic warfare system;
во-вторых, быстрое развертывание (до 10 комплексов, несущих до 50 БПЛА-охотников) в пределах охраняемой территории и возможность управления элементами комплекса, находящимися на удалении до 1500 метров, в автоматизированном режиме;secondly, the rapid deployment (up to 10 complexes carrying up to 50 UAV-hunters) within the protected area and the ability to control the elements of the complex located at a distance of up to 1,500 meters in an automated mode;
в-третьих, одновременное подавление (обезвреживание) комплекта до 50 штук БПЛА-нарушителей, физический захват БПЛА-нарушителей, перемещение БПЛА-нарушителей в заданную зону на транспортный (наземный) робот;thirdly, the simultaneous suppression (neutralization) of a set of up to 50 pieces of UAV-violators, the physical capture of UAV-violators, the movement of UAV-violators in a given area on a transport (ground) robot;
в-четвертых, приспосабливаемость к изменяющейся ветровой обстановке (скорости и направления ветра) за счет возможности изменения направления и скорости вращения пропеллеров электроприводов БПЛА-охотника и устойчивого положения мобильного наземного робота на гусеничном ходу.fourthly, adaptability to changing wind conditions (wind speed and direction) due to the possibility of changing the direction and speed of rotation of the propellers of the UAV-hunter electric drives and the stable position of the mobile ground-based robot on a caterpillar track.
5. Повышение быстродействия выполнения заданных операций за счет реализации параллельных вычислений, анализа и обработки многомерной информации, выполнения автоматического и автоматизированного режимов работы и использования изображений охраняемой зоны со спутников.5. Improving the speed of performing specified operations through the implementation of parallel computing, analysis and processing of multidimensional information, performing automatic and automated modes of operation and using images of the protected area from satellites.
6. Увеличение длительности автономного режима работы предлагаемого комплекса за счет использования универсального мобильного блока питания и универсального стационарного блока питания, которые состоят из аккумуляторов и подзарядных блоков на основе солнечных батарей и ветроустановок.6. The increase in the duration of the autonomous mode of operation of the proposed complex through the use of a universal mobile power supply and a universal stationary power supply, which consist of batteries and rechargeable units based on solar panels and wind turbines.
7. Улучшения удобства обслуживания предлагаемого комплекса за счет дополнительно введенного компьютеризованного стационарного рабочего места инженера, что обеспечивает контроль состояния внешней среды, состояния элементов предлагаемого комплекса и управления ими.7. Improving the convenience of servicing the proposed complex due to the additionally introduced computerized stationary workplace of the engineer, which provides control of the state of the environment, the state of the elements of the proposed complex and their management.
Источники:Sources:
1. Способ пассивного обнаружения и определения координат малогабаритных беспилотных летательных аппаратов. Патент РФ №2574224 С1, МПК G01S 17/06 (2006/01).1. The method of passive detection and determination of coordinates of small-sized unmanned aerial vehicles. RF patent No. 2574224 C1,
2. Радиолокационный способ обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов. Патент РФ №2534217 С1, МПК G01S 13/04 (2006.01) публ. 27.11.2014, Бюл №33.2. The radar method for detecting stealth unmanned aerial vehicles. RF patent No. 2534217 C1,
3. Система управления комплексными методами борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами. Патент РФ №2578524 С2, МПК F41H11/02 (2006.01), Публ. 27.03.2016, Бюл. №9.3. The control system of integrated methods for combating small-sized unmanned aerial vehicles. RF patent No. 2578524 C2, IPC F41H11 / 02 (2006.01), Publ. 03/27/2016, Bull. No. 9.
4. Сырямкин В.И. Информационные устройства и системы в робототехнике и мехатронике: учебное пособие. (Серия: Интеллектуальные технические системы). - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2016. - 524 с. (см. стр. 139-236, 424-432, 468-487).4. Syryamkin V.I. Information devices and systems in robotics and mechatronics: a training manual. (Series: Intelligent Technical Systems). - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2016 .-- 524 p. (see pages 139-236, 424-432, 468-487).
5. Абрамова Т.В., Ваганова Е.В., Горбачев С.В., Сырямкин В.И., Сырямкин М.В. Нейро-нечеткие методы в интеллектуальных системах обработки и анализа многомерной информации. - Томск: Изд-во Том. унта. 2014. - 442 с. (см. стр. 9-71, 338-434).5. Abramova T.V., Vaganova E.V., Gorbachev S.V., Syryamkin V.I., Syryamkin M.V. Neuro-fuzzy methods in intelligent systems for processing and analysis of multidimensional information. - Tomsk: Publishing house Tom. unta. 2014 .-- 442 p. (see pages 9-71, 338-434).
6. Горбачев С.В., Емельянов С.Г., Жданов Д.С, Мирошниченко С.Ю., Сырямкин В.И., Титов Д.В. Цифровая обработка аэрокосмических изображений. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2016. - 304 с. (см. стр. 24-64, 96-211, 250-276).6. Gorbachev S.V., Emelyanov S.G., Zhdanov D.S., Miroshnichenko S.Yu., Syryamkin V.I., Titov D.V. Digital processing of aerospace images. - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2016 .-- 304 s. (see pages 24-64, 96-211, 250-276).
7. Сырямкин В.И., Соломонов Ю.С, Соломонов Л.С.и др. Способ управления движущимся объектом и устройство для его осуществления. Патент на изобретение РФ, №2476825 от 10.03.2011. Публ. 27.02.2013. Бюл. №6.7. Syryamkin VI, Solomonov Yu.S., Solomonov LS and others. A way to control a moving object and a device for its implementation. Patent for the invention of the Russian Federation, No. 2476825 of 03/10/2011. Publ. 02/27/2013. Bull. No. 6.
8. Сырямкин В.И., Шидловский B.C. Корреляционно-экстремальные радионавигационные системы. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2010. - 316 с. (см. стр. 73-183).8. Syryamkin V.I., Shidlovsky B.C. Correlation-extreme radio navigation systems. Tomsk: Publishing House Tom. University, 2010 .-- 316 p. (see pages 73-183).
9. Шумилов В.Н. Принципы функционирования мозга. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2015. - 8 с.9. Shumilov V.N. The principles of the functioning of the brain. - Tomsk: Publishing house Tom. University, 2015 .-- 8 p.
10. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Под ред. B.C. Алешина и др. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 424 с.10. Orientation and navigation of moving objects: modern information technology / Ed. B.C. Alyoshina et al. - M.: FIZMATLIT, 2006 .-- 424 p.
11. Бубенчиков М.А. и др. Современные методы исследования материалов и нанотехнологий / Под ред. д.т.н., профессора В.И. Сырямкина. - Томск: Изд-во Том. ун-та. 2010. - 366 с.11. Bubenchikov M.A. et al. Modern Methods of Materials and Nanotechnology Research / Ed. Doctor of Technical Sciences, Professor V.I. Syramykina. - Tomsk: Publishing house Tom. un-that. 2010 .-- 366 p.
12. Богомолов Е.Н. и др. Метрология и сертификация диагностического оборудования и материалов. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2015. - 164 с. 12. Bogomolov E.N. et al. Metrology and certification of diagnostic equipment and materials. - Tomsk: Publishing House of Tomsk State University, 2015. - 164 p.
13. Измерители и анализаторы. [Электронный ресурс] / URL: http://www.rhbz.rti/appendices/measuring-instmments-analyzers.html.13. Meters and analyzers. [Electronic resource] / URL: http: //www.rhbz.rti/appendices/measuring-instmments-analyzers.html.
14. 13. Все о металлоискателях и металлодетекторах. Принципы работы. Электронный ресурс URL: http://izmer-ls.ru/met/sche1-1.html.14. 13. All about metal detectors and metal detectors. Work principles. Electronic resource URL: http://izmer-ls.ru/met/sche1-1.html.
15. Патент РФ №2661295. Устройство для определения разметки участков территории с химическим и радиоактивным заражением. Бюл. №20 от 13.07.2018 (приор. 04.07.2017).15. RF patent No. 2661295. A device for determining the layout of areas with chemical and radioactive contamination. Bull. No. 20 dated 07/13/2018 (prior. 07/04/2017).
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125995A RU2717047C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125995A RU2717047C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717047C1 true RU2717047C1 (en) | 2020-03-18 |
Family
ID=69898358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125995A RU2717047C1 (en) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717047C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817740C1 (en) * | 2023-07-10 | 2024-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Universal complex for distributed control of intelligent robots to combat small-sized unmanned aerial vehicles |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU72754U1 (en) * | 2007-10-22 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
RU72753U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR NETWORK TRAPS FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
RU2353891C1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-27 | Закрытое акционерное общество Главное Управление Научно-Производственное Объединение "Стройтехавтоматика" | Unmanned robotic complex for remote monitoring and blocking potentially dangerous objects by air robots, equipped with integrated system for support of decision making on provision of required efficiency of their application |
US9061102B2 (en) * | 2012-07-17 | 2015-06-23 | Elwha Llc | Unmanned device interaction methods and systems |
WO2019067695A1 (en) * | 2017-10-01 | 2019-04-04 | Airspace Systems, Inc. | Flight control using computer vision |
-
2019
- 2019-08-19 RU RU2019125995A patent/RU2717047C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2353891C1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-27 | Закрытое акционерное общество Главное Управление Научно-Производственное Объединение "Стройтехавтоматика" | Unmanned robotic complex for remote monitoring and blocking potentially dangerous objects by air robots, equipped with integrated system for support of decision making on provision of required efficiency of their application |
RU72754U1 (en) * | 2007-10-22 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
RU72753U1 (en) * | 2007-12-24 | 2008-04-27 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | DEVICE FOR NETWORK TRAPS FOR COMBATING REMOTE PILOTED (UNMANNED) AIRCRAFT |
US9061102B2 (en) * | 2012-07-17 | 2015-06-23 | Elwha Llc | Unmanned device interaction methods and systems |
WO2019067695A1 (en) * | 2017-10-01 | 2019-04-04 | Airspace Systems, Inc. | Flight control using computer vision |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817740C1 (en) * | 2023-07-10 | 2024-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Universal complex for distributed control of intelligent robots to combat small-sized unmanned aerial vehicles |
RU2822347C1 (en) * | 2023-10-05 | 2024-07-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Method of hitting aerial target with regular structure and self-expanding regular structure for its implementation |
RU2823195C1 (en) * | 2023-10-18 | 2024-07-22 | Публичное акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" | System of object protection against unmanned aerial vehicles |
RU2822947C1 (en) * | 2023-11-27 | 2024-07-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны | Robotic transport facility |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11367360B2 (en) | Unmanned aerial vehicle management | |
KR102572422B1 (en) | Air vehicles with countermeasures for neutralizing target air vehicles | |
AU2018220147B2 (en) | Aerial vehicle imaging and targeting system | |
EP3447436B1 (en) | Method for defending against threats | |
US11465741B2 (en) | Deployable aerial countermeasures for neutralizing and capturing target aerial vehicles | |
CN109460066B (en) | Virtual reality system for an aircraft | |
CN107655362A (en) | Multimode unmanned aerial vehicle | |
US20090276110A1 (en) | System and Method for Detecting Reflection with a Mobile Sensor Platform | |
RU2717047C1 (en) | Complex of distributed control of intelligent robots for control of small-size drones | |
RU2817740C1 (en) | Universal complex for distributed control of intelligent robots to combat small-sized unmanned aerial vehicles | |
Blasch | Flexible vision-based navigation system for unmanned aerial vehicles | |
Avalos | Stereo vision-based system for detection, track and capture of intruder flying drones | |
Koffi | Ground target tracking unmanned aerial vehicle (UAV) | |
Salnik et al. | Mini-UAV flight and payload automated control system | |
Kurdi | Hybrid communication network of mobile robot and Quad-copter | |
Kumar et al. | Dhaksha, the Unmanned Aircraft System in its New Avatar-Automated Aerial Inspection of INDIA'S Tallest Tower | |
Kurdi | Hybrid communication network of mobile robot and quad-cop | |
Meier | Developing a Guidance Law for a Small-Scale Controllable Projectile Using Backstepping and Adaptive Control Techniques and a Hardware System Implementation for a UAV and a UGV to Track a Moving Ground Target |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201110 Effective date: 20201110 |