Разработка и исследование аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего функциональность беспилотных летательных аппаратов малого радиуса действия

При разработке антенны для БАС важной задачей является выбор таких технических решений, которые обеспечат приемлемую стоимость серийного изделия, обеспечивающую конкурентноспособную цену на Российском рынке. Перспективным направлением развития систем связи БАС является использование многолучевых антенных устройств, позволяющих увеличить энергетический потенциал и помехоустойчивость канала радиосвязи. Кроме того, из-за ограниченного места на БАС актуальным является разработка реконфигурируемых многофункциональных антенных устройств, способных изменять свои рабочие характеристики в зависимости от задачи и адаптируясь к текущей обстановке. Создание подобных антенн позволит использовать одно антенное устройство для решения широкого круга задача. Реконфигурируемые антенны могут гибко изменять свою диаграмму направленности, формировать узкий луч с большим коэффициентом усиления в направлении приемника и глубокий ноль в направлении источника помехи. Сложная, изменяющаяся электромагнитной обстановки является серьезной проблемой для системы управления БАС и, как следствие, эффективного выполнения возложенных на них задач. Этот фактор определяет научную и практическую значимость решаемой научной-технической задачи, направленной на разработку нового подхода к повышению помехоустойчивости цифрового канала радиосвязи БАС малого радиуса действия на основе систем искусственного интеллекта. Использование нейросетевых алгоритмов включает этап самообучения и этап адаптации с продолжающимся самообучением. В результате достигается технический результат - повышение помехоустойчивости и скрытности канала радиосвязи БАС малого радиуса действия при одновременном улучшении условий электромагнитной совместимости в условиях изменяющейся электромагнитной обстановки. Цифровая фильтрация распознаваемых сигналов является одной из главных процедур при обнаружении и распознавании сообщений. Под фильтрацией понимают любое преобразование сигналов, при котором во входной последовательности обрабатываемых данных целенаправленно изменяются определенные соотношения между различными параметрами сигналов. Системы, избирательно меняющие форму сигналов, устраняющие или уменьшающие помехи, извлекающие из сигналов определенную информацию и т.п., называют фильтрами. Соответственно, фильтры с любым целевым назначением являются частным случаем систем преобразования сигналов. Алгоритмы, реализуемые различными цифровыми фильтрами, имеют как ряд преимуществ, так и ряд недостатков в зависимости от параметров обрабатываемых сигналов. Реконфигурируемая система цифровой обработки сигналов позволит эффективно выполнять фильтрацию сигналов за счет быстрой перестройки параметров в процессе работы, это позволит создать универсальную систему цифровых фильтров для работы в условиях сильных шумов и помех. В современных условиях недопустимо исключительно полагаться на спутниковую навигацию. Причиной являются многочисленные случаи электромагнитных помех, препятствующие полноценному использованию спутниковых систем. Таким образом, для выполнения автономного полетного задания необходимы альтернативные методы навигации. Инерциальная система и магнитометр не обеспечивают достаточной точности определения текущей позиции. Оптимальным решением является совмещение данных систем с машинным зрением, а также частичными данными спутниковой навигации (при их доступности). Для этого необходимо построить систему машинного зрения, реализующую определение исходных координат летательного аппарата на основании интеллектуального анализа видеопотока с полетной камеры с последующим сравнением с доступными картами, имеющими привязку точных координат к изображению местности. Также необходимо обеспечить сбор данных с существующих датчиков и их интеллектуальные анализ с целью получения совместного наиболее реалистичного результата. Одной из актуальных задач для современных БАС является возможность выполнения полетного задания в условиях сильных электромагнитных помех, когда радиоканал неэффективен. Достижение конечной точки полетного задания в этом случае требует применения специальных методов. Частично задача решается использованием устойчивым к электромагнитным помехам средств радиопередачи. Однако для гарантированного преодоления электромагнитных помех нужны альтернативные методы, способные работать при отсутствии радиосвязи. Основным направлением является использование методов искусственного интеллекта, который позволяет решать следующие типовые (для рассматриваемого вопроса) задачи: определять объект по изображению автоматически; сопровождать статичную и/или подвижный объект. Первая задача наибольшую актуальность имеет для полностью автоматического полета с автоматическим выбором конечной точки (цели). Вторая задача более востребована. Она позволяет автоматически двигаться на объект, выбранную оператором вручную, после потери радиосвязи. В отличие от первой задачи вероятность ошибочного цели минимальна, так как объект изначально выбирается оператором. Отсутствие разработанных методик испытаний модулей конструкции БАС приводит к усложнению и удорожанию процесса разработки всего изделия, из-за необходимости проведения дополнительных испытаний для выявления бракованных элементов и узлов, а также опасных ситуаций, в результате которых может произойти отказ всего устройства. Разработанная программа испытаний позволит уменьшить количество проводимых исследований, а также систематизировать признаки бракованных элементов, тем самым сократив количество времени и трудоемкость изготовления изделия, что позволит обеспечить приемлемую стоимость серийного производства и тем самым обеспечить нормальную конкуренцию на рынке. Во время работы БАС может произойти критическая ситуация, которая способна привести к поломке всей конструкции устройства (отказ двигателя, поломка стабилизатора напряжения, выход из строя модуля передачи данных). Для выявления факторов, из-за которых могут произойти подобные ситуации, а также для понимания как будет себя вести БАС во время такого отказа необходимо разработать с помощью имитационных испытаний метод определения подобных критических факторов, а также модель поведения БАС во время данного отказа.