Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. Робототехнические комплексы на основе БЛА

Рассмотрены вопросы построения робототехнических комплексов на основе беспилотных летательных аппаратов (БЛА) различного предназначения и их составных частей, системы и технологии автоматизированной обработки информации, получаемой от разноспектральных бортовых датчиков БЛА, проблемы унификации систем комплексов с беспилотными носителями, а также особенности подготовки операторов управления и обработки информации для данных комплексов.
Для сотрудников научных и разрабатывающих организаций, научных сотрудников, преподавателей, аспирантов и студентов ВУЗов, область научных интересов которых связана с комплексами БЛА.

Оглавление

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ БЛА

Предисловие

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ БЛА

1.1. Проблемы разработки робототехнических комплексов воздушного базирования

1.2. Информационные и технологические проблемы управления группой БЛА

1.3. Оптимизация централизованного управления группой БЛА

1.4. Оптимизация иерархического управления группой БЛА

1.5. Оптимизация децентрализованного управления группой БЛА в составе локальной сети

1.6. Оптимизация управления группой БЛА с лидером

1.7. Принципы построения интегрированных систем группового применения БЛА на основе унификации пунктов управления

1.7.1. Зарубежный опыт построения интегрированных систем группового применения БЛА

1.7.2. Отечественный комплекс управления группой БЛА

1.8. Технологические основы организации группового применения робототехнических комплексов на основе разнотипных БЛА с различными информационно-управляющими каналами

1.8.1. Унификация средств управления БЛА на базе стандартизованных протоколов взаимодействия

1.8.2. ИУС, реализующая технологию управления группой БЛА

1.8.3. Специализированный модуль управления

1.9. Принципы построения интеллектуального адаптивного человеко-машинного интерфейса для реализации управления группой робототехнических комплексов на основе БЛА

ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ БЕСПИЛОТНЫХ САМОЛЕТОВ-ИСТРЕБИТЕЛЕЙ

2.1. Особенности применения истребительной авиации при поражении воздушных целей

2.1.1. Влияние характеристик воздушных целей на ведение воздушного боя

2.1.2. Анализ методов наведения самолетов и ракет «воздух − воздух»

2.2. Синтез алгоритмов функционирования ИУС при наведении на воздушные цели

2.2.1. Синтез алгоритмов траекторного управления.

2.2.2. Синтез алгоритмов информационного обеспечения

2.2.3. Принцип работы и структурная схема системы комбинированного наведения

2.3. Анализ алгоритмов функционирования ИУС при наведении на воздушные цели

2.3.1. Выбор и обоснование показателей эффективности

2.3.2. Разработка имитационной модели системы наведения на воздушные цели

2.3.3. Оценивание эффективности алгоритмов информационного обеспечения

2.3.4. Оценивание эффективности алгоритмов наведения

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ БЛА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

3.1. Проблемы управления БЛА

3.2. Алгоритмы оптимальной линейной фильтрации для оценок параметров движения БЛА при воздействии ветра

3.3. Оценивание параметров движения БЛА при смене этапов полета на базе расширенного фильтра Калмана

УДАРНЫЕ БЛА С БОРТОВЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ОРУЖИЕМ

4.1. СВЧ-оружие функционального поражения и особенности его применения (общие сведения)

4.2. Классификация средств СВЧ-оружия функционального поражения

4.3. Тенденции развития средств электромагнитного оружия и БЛА как носителей данных средств

4.4. Рекомендации по созданию БЛА с электромагнитным оружием

ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ ОТ ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В СИСТЕМАХ РАДИОМОНИТОРИНГА НА БАЗЕ КОМПЛЕКСОВ С БЛА

5.1. Системы радиомониторинга на базе комплексов с БЛА (общие сведения)

5.2. Математическая постановка задачи многоцелевого сопровождения источников радиоизлучения

5.3. Синтез совместного алгоритма отождествления и оценивания компонент вектора состояния источников радиоизлучения (общая постановка)

5.4. Сравнительный анализ совместной и независимой процедуры отождествления и оценивания компонент вектора состояния

5.5. Алгоритм последовательного отождествления источников радиоизлучения

5.6. Алгоритмы оценивания компонент вектора состояния отождествленных источников радиоизлучения

5.6.1. Оценивание компонент вектора состояния неподвижного ИРИ

5.6.2. Оценивание компонент вектора состояния подвижного неманеврирующего ИРИ

НАВИГАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЛА

6.1. Бесплатформенная инерциальная адаптивная навигационная система для БЛА

6.1.1. Основные принципы создания комплексной навигационной системы для БЛА

6.1.2. Структура бесплатформенной инерциальной адаптивной навигационной системы

6.1.3. Вычислитель углов ориентации

6.1.4. Вычислитель начальной ориентации по курсу

6.1.5. Вычислитель кватернионов

6.1.6. Вычислитель высоты и вертикальной скорости

6.1.7. Вычислитель линейной скорости и координат

6.1.8. Вычислитель углов пути, наклона траектории и сноса

6.1.9. Оценка эффективности алгоритмов навигационного обеспечения

6.2. Моделирование системы автоматического взлета и посадки БЛА

6.3. Оценивание навигационных параметров БЛА на основе сигма-точечного фильтра Калмана

6.3.1. Алгоритмы оценивания вектора состояния БЛА

6.3.2. Оценка эффективности алгоритмов оценивания в среде моделирования MATLAB

РАДИОСИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА

7.1. Концепция развития радиосистем информационного обмена для комплексов с БЛА

7.2. Перспективы развития интеллектуальных радиосистем информационного обмена и ретрансляции для средств и систем разведывательно-информационного обеспечения

7.2.1 Зарубежный опыт создания систем информационного обмена и ретрансляции комплексов с БЛА

7.2.2. Отечественный опыт создания систем информационного обмена и ретрансляции широкополосной разведывательной информации

7.2.3. Основные технические требования к ИКРЛ комплексов с БЛА

7.2.4. Сетецентрические принципы информационно-командного обмена

7.2.5. Предложения по реализации радиосистемы для комплексов с БЛА ближнего действия, малой и средней дальности

7.2.6. Принципы построения и основные особенности перспективной командно-информационной радиолинии

7.2.7. Технология создания систем информационного обмена на базе цифровой антенной решетки

7.2.8. SMART-радиосистема, разработанная АО «КБ «Луч»

7.2.9. Режимы работы системы обмена и ретрансляции широкополосной разведывательной информации

7.3. Сжатие и помехоустойчивое кодирование изображений и видеоданных в радиоканалах комплексов с БЛА

7.3.1. Анализ методов сжатия и возможности их применения в радиоканалах комплексов с БЛА

7.3.2. Принципы построения устойчивого к канальным ошибкам видеокодека для передачи видеоданных по радиоканалам в комплексах с БЛА на основе трехмерных ортогональных преобразований

7.4. Информационная безопасность радиоканалов комплексов с БЛА.

7.4.1. Алгоритмы криптографической защиты конфиденциальности информации

7.4.2. Алгоритмы криптографической защиты подлинности информации

7.4.3. Использование цифровых водяных знаков для защиты подлинности видеоинформации

7.4.4. Протоколы аутентификации корреспондентов

СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ, ПОЛУЧАЕМЫХ БОРТОВЫМИ РАЗНОСПЕКТРАЛЬНЫМИ ДАТЧИКАМИ БЛА

8.1. Современные тенденции обработки данных, получаемых бортовыми информационными системами БЛА

8.1.1. Комплексы дистанционного зондирования Земли и направления

развития процессов обработки информации

8.1.2. Предварительная обработка информации

8.1.3. Комплексная (совместная) обработка разнородной информации

8.1.4. Тематическая обработка информации

8.4.5. Фотограмметрическая обработка информации

8.1.6. Сжатие информации

8.1.7. Бортовая обработка информации

8.2. Поэтапная классификация гиперспектральных данных в пространстве коэффициентов спектральной яркости по результатам съемки с борта БЛА

8.2.1. Задачи классификации гиперспектральных данных

8.2.2. Алгоритм многоэтапной классификации.

8.2.3. Анализ результатов классификации

8.3. Использование рандомизированной модификации метода главных компонент для сжатия и тематической обработки данных в перспективных типах аппаратуры дистанционного зондирования земли, применяемых на борту БЛА

8.3.1. Алгоритм сжатия данных гиперспектральной съемки на основе метода главных компонент

8.3.2. Алгоритм декомпрессии (декомпрессионный алгоритм) сжатых данных гиперспектральной съемки

8.3.3. Алгоритм, построенный на рандомизированном методе

8.3.4. Алгоритм рандомизации с использованием преобразования Джонсона–Линденштрауса

8.4. Имитационно-модельное исследование влияния качества оптической системы гиперспектрометра на вероятность различения спектров

8.5. Модельно-ориентированное обнаружение и распознавание объектов по высокодетальным радиолокационным изображениям

8.5.1. Особенности решения задачи обнаружения и распознавания объектов на основе радиолокационной информации

8.5.2. Моделирование радиолокационного портрета объектов

8.5.3. Особенности распознавания объектов на радиолокационных изображениях

8.5.4. Методы обнаружения объектов на радиолокационных изображениях

8.6. Модельная оценка влияния строчного шума гиперспектрометра БЛА на вероятность спектральной идентификации наблюдаемых объектов

8.6.1. Моделирование регулярных шумов

8.6.2. Влияние регулярного шума на решение тематической задачи

8.7. Оценка характеристик гиперспектрометра по результатам тестовой съемки

8.8. Селекция движущихся объектов по видеопотоку в реальном масштабе времени

8.9. Стабилизация отображения видеопотока, поступающего с борта БЛА, в реальном масштабе времени

8.9.1. Особенности стабилизации видеопотока

8.9.2. Алгоритм вычисления траектории движения камеры

8.9.3. Алгоритм стабилизации видеопотока при помощи сглаживающего фильтра Гаусса

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ БОРТОВЫМИ РАЗНОСПЕКТРАЛЬНЫМИ ДАТЧИКАМИ БЛА

9.1. Ключевые проблемы автоматической сшивки изображений

9.2. Поиск областей перекрытия на изображениях

9.3. Определение ориентации изображений

9.4. Выравнивание уровней яркости при автоматической сшивке изображений

9.4.1. Особенности решения задачи выравнивания уровней яркости при сшивке изображений

9.4.2. Алгоритмы выравнивания яркостей

9.4.3. Сравнительный анализ работы алгоритмов

9.4.4. Сопоставление результатов работы алгоритмов сшивки с точки зрения единого критерия качества

9.5. Автоматическая взаимная привязка разноспектральных изображений

9.5.1. Сопоставление разноспектральных изображений на основе точечных особенностей

9.5.2. Метрическое сопоставление

9.5.3. Сопоставление на основе контурных особенностей изображений

9.5.4. Сравнение контуров в естественном представлении

9.5.5. Сравнение характерных точек контура

9.6. Мультипроекционные системы обработки последовательности изображений для формирования геопространственной информации о подстилающей поверхности

9.6.1. Поиск точек интереса

9.6.2. Сопоставление точек интереса

9.6.3. Использование эпиполярной геометрии

9.6.4. Вычисление фундаментальной матрицы

9.6.5. Построение фототриангуляционной сети

ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАЛОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ И РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАМЕТНОСТИ, ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ БОРТОВОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ БЛА В УСЛОВИЯХ ГРУППОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ

10.1. Основные проблемы, снижающие эффективность применения комплексов с БЛА

10.2.1. Основные проблемы ЭМС и помехозащищенности бортовой радиоэлектронной аппаратуры БЛА

10.2.2. Анализ воздействия взаимных помех и их влияние на ЭМС бортовой РЭА БЛА

10.2.3. Обеспечение функциональной устойчивости взаимодействия информационных систем БЛА в сложной электромагнитной обстановке

10.2.4. Обеспечение ЭМС и помехозащищенности бортовой РЭА БЛА

10.3. Обеспечение скрытности БЛА от средств воздушного наблюдения

10.3.1. Методы повышения скрытности объектов от систем мониторинга

10.3.2. Определение характеристик рассеяния объектов радиолокационного наблюдения

10.3.3. Радиолокационная заметность БЛА и пути ее снижения

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ ПО ОБРАБОТКЕ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЮ КОМПЛЕКСАМИ С БЛА

11.1. Особенности человеческого фактора в применении комплексов с БЛА и основные требования к обучению и тренажерной подготовке операторов

11.2. Автоматизированные системы подготовки операторов по обработке информации и управлению комплексами с БЛА (основы построения)

11.3. Технология подготовки операторов по обработке информации и управлению комплексами с БЛА с применением автоматизированных обучающих систем

11.3.1. Технология подготовки обучения операторов с применением автоматизированных обучающих систем

11.3.2. Технология разработки материалов занятий с применением автоматизированных обучающих систем

11.3.3. Технология организации обучения операторов с применением автоматизированных обучающих систем

11.3.4. Технология проведения занятий с применением автоматизированных обучающих систем

УНИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КОМПЛЕКСОВ С БЛА НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

12.1. Основные направления унификации комплексов с БЛА

12.2. Зарубежный опыт применения способов унификации при создании комплексов с БЛА

12.3. Обобщенная модель комплекса с БЛА, определяющая его информационно-техническую совместимость

12.4. Функциональная архитектура комплекса с БЛА

Заключение

Памяти коллеги