Беспилотный транспорт и логистические системы

У беспилотных летательных аппаратов — большое будущее, поскольку их ждет работа в области связи, транспорта, сельского хозяйства, картографии и мониторинга разного рода. Эти несложные устройства могут сильно облегчить человеческий труд. А для России с ее огромными территориями и местами неразвитой инфраструктурой они и вовсе станут палочкой-выручалочкой.

Создание беспилотников для разных целей требует ярких идей и конструкторских решений, использования новых устройств связи, энергетических и автоматизированных систем, новых материалов и алгоритмов управления как отдельными аппаратами, так и их роями, группами.

Школьникам вполне по силам спроектировать и построить беспилотники для автоматического мониторинга местности, создания 3D-карт, точного земледелия, доставки небольших грузов, обеспечения связи на удаленных территориях и многого другого.

Однако можно не только создавать, но и изобретательно приспосабливать существующие промышленные беспилотники к решению конкретных задач.

Один из примеров проекта, который школьники могут создать в рамках конкурса, — разработка системы отслеживания беспилотных аппаратов в реальном времени. Такая система будет включать в себя передатчик, устанавливаемый на коптер, приемную станцию, программное обеспечение с картой, на которой отображается путь, проделанный беспилотным аппаратом. Польза от такой разработки очевидна: беспилотные устройства подлежат обязательной сертификации, а значит, необходима система автоматизированного учета существующих аппаратов. Мы должны видеть их в любой момент времени. Так почему бы не создать такую систему?

1. Мобильность для жизни
2. Создание логистической системы автоматизированной сортировки и доставки товаров
3. Разработка системы визуализации транспортных маршрутов беспилотного транспорта
4. Умное изделие «Технология передачи энергии»
5. Разработка системы видеоаналитики для диспетчеризации ж/д транспорта «ФосАгро»
6. «Дрон» внутритрубной диагностики

Описание проектов

1. Мобильность для жизни

Руководители проекта: Лепешкин И.А., Супрунова М.А.

Аннотация: Проект посвящен разработке концепта беспилотного транспортного средства для путешествий и жизни в дороге. Команде участников предстоит разработать футуристичное виденье «дома на колесах», который за счет передовых технологий позволит познакомиться с богатым миром нашей страны не только людям, которым импонирует подобный стиль жизни, но и сделает это доступным для обычных людей и позволит им насладиться комфортным путешествием в кругу своей семьи. Допустимый горизонт технологий при проектировании — 15-20 лет.

Партнер проекта: Московский политехнический университет, ConceptDARTS

2. Создание логистической системы автоматизированной сортировки и доставки товаров

Руководители проекта: Антоненко А.С., Темиргалиев Е.Р.

Аннотация: В рамках данного проекта участникам будет предложено разработать техническое задание сконструировать и собрать концепт логистической системы для доставки товаров народного потребления домохозяйствам (потребителям). Для определения конкретных видов товаров необходимо будет произвести маркетинговые исследования. На основании полученных данных будет разработана конструкция сортировочной станции и беспилотного автомобиля. Будет разработана вся необходимая инфраструктура для функционирования логистической системы: механизм определения и сортировки доставляемой продукции, механизм погрузки и разгрузки, конструкция для выгрузки товаров, где конечный потребитель сможет получить доступ к ним, алгоритм взаимодействия потребителя с системой доставки, мобильное приложение для осуществления данного взаимодействия. При помощи экспертов проекта, специализирующихся в области моделирования, программирования и мехатроники, создаваемый концепт автоматизированной логистической системы будет определять, сортировать и доставлять подготовленные для него транспортные пакеты. Под руководством экспертов проекта в области логистики и управления цепями поставок будет разработана концепция логистической системы для доставки товаров народного потребления домохозяйствам (потребителям).

Партнеры проекта: общество с ограниченной ответственностью «3В сервис», Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, инженерно-технологическая школа №777

3. Разработка системы визуализации транспортных маршрутов беспилотного транспорта

Руководитель проекта: Шакирянов М.Р.

Аннотация: Работа над проектом подразумевает разработку трехмерной модели местности, сочетающей в себе не только объемные модели зданий и территории, но и дорожную сеть, включающую дорожные знаки и условия, осложненную меняющимся трафиком, точками городского притяжения — аттракторами и потенциально аварийно-опасными участками. Подобная модель будет позволять рассматривать различные сценарии дорожных ситуаций, на основе которых можно будет планировать оптимальные маршруты, а также визуализировать совокупность пространственной информации.

В рамках программы у участников будет возможность овладеть необходимыми компетенциями в области трехмерного моделирования объектов местности, а также познакомиться с инструментами геоаналитики при решении логистических задач.

Партнеры проекта: публичное акционерное общество «Камаз», АНО «Детский технопарк «Кванториум» (Набережные Челны, Татарстан)

4. Умное изделие «Технология передачи энергии»

Руководители проекта: Явтушенко М.С., Останко Д.А.

Аннотация: Проект направлен на решение проблемы бесперебойного обеспечения энергией БПЛА, находящегося в полете. Для решения этой проблемы требуется решить ряд задач:

– изучить современные подходы в передаче энергии по воздуху от объекта к объекту и физические принципы, лежащие в их основе;
– реализовать способ преобразования энергии электромагнитного излучения источника на земле в электрическую энергию на борту БПЛА посредством индукционной бесконтактной зарядки и/или путем лазерного облучения термо- или фотоэлектрического преобразователя на борту БПЛА;
– провести экспериментальные исследования эффективности передачи энергии на расстояния от десятков сантиметров до десятков метров;
– собрать модель БПЛА (содержащей приемник энергии, метку для распознавания), пилотирование, выполнение летных заданий;
– провести полевые испытания технологий с использованием разработанной (в 2019 году) наземной установки лазерного слежения, искусственного интеллекта для идентификации БПЛА (системы распознавания заданных образов, установленных на БПЛА);
– сравнить технологии фото-, термоэлектрического или индукционного методов передачи энергии на БПЛА.

Преобразование энергии и питание летательного аппарата энергией за счет использования различных материалов считается одним из передовых направлений развития мирового авиастроения и активно изучается всеми мировыми компаниями-лидерами отрасли.

Партнеры проекта: публичное акционерное общество «Объединенная авиастроительная корпорация», Московский авиационный институт, Ульяновский государственный университет, общество с ограниченной ответственностью «ЗВ Сервис»

5. Разработка системы видеоаналитики для диспетчеризации ж/д транспорта «ФосАгро»

Руководители проекта: Диденко С.А., Водолазкая М.В.

Аннотация: На данный момент отсутствует возможность он-лайн идентификации, определения дислокации и статуса загрузки железнодорожных вагонов производственного предприятия. При подаче вагонов на склад готовой продукции определение статуса «подан под загрузку/ожидает загрузки», «загружен/пустой» и т.п. на внутренних железнодорожных путях компании осуществляется визуально. 

В рамках проекта предполагается разработать программное обеспечение для определения наличия и количества железнодорожных вагонов в видеопотоке установленных на производственной площадке камер видеонаблюдения или находящихся в зоне погрузки дронов, визуализации дислокации вагонов и вывода статуса ситуации на экран оператору/диспетчеру. В результате проекта у производственного предприятия появится возможность идентификации вагонов, определения текущего статуса вагона/маршрута, а также вывода информации оператору для принятия решений и проведения маневровых операций. В ходе проекта участники рабочей группы смогут отточить навыки программирования на языках высокого уровня, обработки видеоизображений и обучения нейронных сетей.

Разработка программного обеспечения для определения наличия ж/д вагонов в видеопотоке установленных на производственной площадке камер видеонаблюдения и дронов. Идентификация вагонов, определение текущего статуса вагона/маршрута (загружен/пустой/подан под загрузку), вывод информации оператору для принятия решений и проведения маневровых операций.      

Партнеры проекта: группа «ФосАгро», закрытое акционерное общество «КРОК инкорпорейтед», общество с ограниченной ответственностью «САП СНГ»

6. «Дрон» внутритрубной диагностики

Руководители проекта: Волков А.Э., Марина А.А.

Аннотация: В трубопроводном транспорте газа и нефти есть места с многочисленными сложными развязками. Сейчас, для обеспечения диагностики, применяются пилотируемые устройства с ограниченным запасом хода. Что обуславливает длительные сроки проведения диагностики. В проекте, предполагается разработка принципиально иного подхода. Не останавливая работу узлов и агрегатов проводить диагностику, за счёт непрерывной генерации энергии из потока. Что обуславливает необходимость создания логики ориентации, составления карты, и принятия решений о соответствующих процедурах внутри трубопровода, без возможности подключения оператора.

Партнер проекта: Национальный исследовательский Томский политехнический университет