Search
Zadavatel: Pavel Pačes Zpracovatel: Václav Procházka
Pokyny: Cílem projektu je zpracování série experimentů z šestinohého pochodujícícho robota – pavouk se spoustou servomechansmů. Pohyb robota vyvolává změny odběru elektrického proudu jednotlivými servomechanismy a tím mění vlastní mag. pole robota. V nedávné době byly naměřeny charakteristiky popisující změny pole robota a hledáme studenta, který by jednotlivé výsledky zpracoval v Matlabu a data vynesl do obrázků. Detailnější popis: https://docs.google.com/document/d/1lCTwEi4xXz6Ea1iDzTHUzVPJdbzO0F3KtfdUrc8W_B0/edit?usp=sharing
Zadavatel: Pavel Pačes
Popis: Cílem projektu je osadit a zprovoznit dva prototypy systému pro sběr dat ze souboru tenzometrů, které se připevňují na řídící prvky letadla (řídicí páka a nožní ovládání směrovky). Systém je funkční a jeho první varianta je otestovaná. V současné době je potřeba osadit dvě nové desky plošných spojů, nahrát existující software, systém zkalibrovat a vyzkoušet s existujícícm SW pro platformu Android. Podle počtu přihlášených studentů je možné téma upravit a jednotlivé části zadání rozšířit (úprava existujícího SW pro měřicí procesor a platformu Android). Detailnější popis: https://docs.google.com/document/d/1-60ccJOHHA-Z67IDQs3QJNU2C893EE6pf8zs_lbE0Vo/edit?usp=sharing
Vedoucí: Pavel Pačes
Pokyny: Cílem projektu je rozchození existující sondy pro měření aerometrických veličin s bezdrátovým přenosem dat. V projektu je potřeba oživit existující elektroniku, otestovat sondu a provést kalibraci jednotlivých senzorů. Zadání může bát rozšířeno o požadavky na překreslení existujícího zapojení na jednu desku plošných spojů s cílem minimalizace celého systému a návr nové desky PLS. Detailnější popis: https://docs.google.com/document/d/1V7FM7cUPuCG8YMMcEFrQb2OnNPI3pFP_exuzM88IEnQ/edit?usp=sharing
Cílem projektu je vyčítání dat ze skupiny magnetometrů komunikujících pomocí rozhraní Wifi a sestavených tak, aby bylo možné automaticky korigovat lokální distorze magnetického pole. Způsob sestavení magnetometru dovoluje sensoru měření kalibračního kruhu a online výpočet hard and soft iron korekčních parametrů. Magnetometr tak bude vhodný pro použití v navigačních úlohách relaizovaných uvnitř budov. V projektu je nutné implementovat SW vybavení (skript) do prostředí Matlab. Systém využívá existujících modulů, které je možné vidět na http://www.youtube.com/watch?v=Tpy9Vtelppk.
Zadavatel: Milan Rollo
Pro snímání větších ploch pomocí UAV je často potřeba provést více letů z důvodu omezeného doletu těchto strojů. Jednotlivé lety lze ale naplánovat tak, aby se minimalizovalo množství nutných přesunů pozemního stanoviště operátora a ušetřil se čas potřebný pro snímání. Využijte metod optimalizace abyste podle zadaného času výdrže letu a optimální rychlosti letu rozvrhli místa startu a série letů tak, aby každý z letů trval právě max. tak dlouho, jako je doba letu a zároveň byl minimalizován počet nutných přesunů pozemního stanoviště.
Pro budoucí použití UAV při patrolování objektů a kritických infrastruktur bude potřeba přenášet onine stream videa z palubní kamery na pozemní stanoviště. Současné možnosti bezdrátové datové komunikace jsou ale omezené a přenos videa o velkém rozlišení a s vysokou snímkovací frekvencí v reálném čase je nemožný. Možným řešením je přenášet operátorovi online pouze náhled videa v nižším rozlišení a na vyžádání zaslat část videa ve vyšší kvalitě ze záznamu. Navrhněte a implementujte systém pro on-line nastavení rozlišení a snímkové frekvence přenášeného video záznamu s možností zaslat vyžádanou část videa ve vyšším rozlišení ze záznamu. Ke kódování videa a výběru jeho částí můžete použit externí nástroje, např. FFmpeg nebo MEncoder.
Pro pořízení kvalitních ortofotosnímků je potřeba, aby bezpilotní stroj udržoval konstantní výšku nad terénem. Za tímto účelem vytvořte softwarový nástroj, jehož vstupem bude oblast (definovanou jako sadu GPS souřadnic) a sada waypointů v této oblasti. Nástroj vezme vstupní oblast, z Google Earth vyextrahuje výškovou mapu terénu v této oblasti a posune výšky vstupních waypointů tak, aby UAV při letu podle těchto bodů udržovalo konstantní výšku nad terénem.
Díky miniaturizaci multi- a hyper-spektrálních kamer je stále běžnější jejich nasazování na bezpilotní prostředky. Prozkoumejte možnosti využití multi-spektrální fotogrametrie - jaké informace lze získat, jak se dají použít, v jakých oblastech je lze aplikovat apod. Porovnejte existující multi-spektrální kamery - jak se liší? které jsou vhodné pro nasazení na malá UAV? Popište postupy při získávání multi-spektrálních dat - Kalibrace kamery, výběr denní doby, počasí apod.
Pro detekci okolních překážek a prevenci nárazu je možné využít různých senzorů vzdálenosti. V této úloze bude k dispozici duální senzor využívající kombinaci IR senzoru a sonaru. Obě tyto technologie mají svá omezení, které se dají minimalizovat právě jejich kombinací. Prostudujte možnosti zapojení těchto senzorů a jejich integraci do kódu autopilotu APM/Pixhawk.
Proveďte rešerši existujících senzorů a metod pro měření větru s využitím bezpilotních prostředků. Věnujte pozornost velikosti a hmotnosti senzorů a možnosti jejich umístění na prostředky různých kategorií - křídlo, multikoptéra.
Prozkoumejte dostupné open source (např. Mission Planner, qgroundcontrol) i komerční systémy pozemního pracoviště (např. uGCS) pro řízení bezpilotních prostředků. Porovnejte se z hlediska jejich vlastností, možností jejich rozšíření, schopnosti ovládat různé typy prostředků, atd.
Seznamte se se simulátorem FlightGear. Zjistěte možnosti využití jeho Flight Dynamics Model (FDM) v externích aplikacích. Implementujte propojení s externí aplikací a ověřte funkčnost na modelu UAV.
Programovací jazyk Java není obecně považován jako vhodný pro řízení bezpilotních systémů. Nicméně existují i jeho real-time implementace. Prozkoumejte jejich možnosti a ověřte možnost jejich využití pro úlohu řízení bezpilotních prostředků.
Seznamte se s 3D kamerou Argos P100. Implementujte integrace pro komunikaci se zařízením a analýzu snímaných dat. Navrhněte algoritmus pro využití kamery k vyhýbání se překážkám.
Zadavatel: Martin Hromčík
Navrhněte systém pro on-line on-board estimaci intenzity a směru větru, založený na Kalmanově filtru a algoritmech pro fůzi dat, a odsimulujte jeho funkci na vybraném modelu dynamiky letu a FCS. Jde o klíčovou komponentu umožňující plánovat dosažitelné a “rozumné” trajektorie pro “malá a lehká UAV”.
Zrealizujte vizualizační system pro simulaci letové dynamiky multikoptéry a souvisejících systémů stabilizace a řízení letu. Vyberte vhodné nástroje (např. Virtual Reality Toolbox, FlightGear), naprogramujte vizualizační software, zrealizujte propjeni se simulačním modelem běžícím v prostředí MATLAB/Simulink. Začleňte do systému vizualizaci okolního prostředí (např. s pomocí Google Maps / Earth).
Řídicí smyčky navržené a implementované v prostředí MATLAB-Simulink propojte s ovládacím programem letového simulátoru (6DoF) provozovaného na katedře měření (kolegové Pačes, Bruna) a odsimulujte jejich funkci. 1-2 studenti.
Navrhněte řídicí jednotku pro automatické navádění hexakoptéry vyvíjené na katedře měření (kolega Roháč). Tato práce je vhodná pro studenty, kteří by na tematu měli zájem pracovat v rámci navazujících studentských prací (BP, DP, Semestrální projekt apod.). 1-2 studenti.
V kritických situacích - při složitých, nepříznivých pozicích v malých výškách a malé rychlosti - do kterých se letoun dostane např. vlivem nepříznivých povětrnostních podmínek, je potřeba zajistit jeho rychlé vyvedení a obnovu stability letu a řiditelnosti. Standardní algoritmy pro stabilizaci letu založené na linearizovaných modelech a předpokladu malých odchylek od vytrimovaných podmínek zřejmě nepůjde použít. Je proto potřeba např. prozkoumat možnosti a doporučená uspořádáni nadřazených logických úrovní a smyček (např. nejdřív srovnat stranový náklon a současně zvyšovat letovou rychlost, poté stabilizovat podélný sklon, vše velmi agresivně a rychle). To je cílem této práce - navrhnout jednoduché zákony řízení a simulačně ověřit vybrané scénáře.
Pokud budete mít zájem o jakoukoliv další práci dle Vašeho vlastního zadání, kontaktujte příslušného vyučujícího