Катадиоптрическая система ориентации беспилотного летательного аппарата тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.03, кандидат технических наук Ладонкин, Александр Валериевич

• Ладонкин, Александр Валериевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ладонкин, Александр Валериевич

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 МАЛОРАЗМЕРНЫЕ БПЛА И СОВРЕМЕННЫЕ

СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ

1.1 Малоразмерные БПЛА

1.2 Системы ориентации малоразмерных БПЛА

1.3 Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ

ОСО И РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

УСЛОВИЙ

2.1 Постановка задачи исследования

2.1.1 Системы координат и пространственное положение БПЛА

2.2 Увеличение рабочего диапазона углов тангажа и крена за счет увеличения угла обзора видеокамеры

2.3 Алгоритм вычисления углов тангажа и крена

2.4 Алгоритм кластеризации неба и земли

2.4.1 Определение рабочих условий

2.4.2 Описание и предварительная обработка входных данных

2.4.3 Алгоритм кластеризации с динамически изменяющимся пороговым значением

2.5 Интеграция магнитометрического датчика в ОСО

2.5.1 Геомагнитное поле и его параметры

2.5.2 Вычисление угла курса

2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОСО И РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

УСЛОВИЙ

3.1 Математическая модель оптической головки

3.2 Программное обеспечение «Катадиоптрическая система ориентации»

3.3 Исследование алгоритма вычисления углов тангажа и крена

3.3.1 Оценка влияния высоты полета

3.3.2 Оценка влияния ландшафта и высоких объектов

3.4 Исследование алгоритма кластеризации земли и неба

3.4.1 Программное обеспечение для исследования алгоритма кластеризации земли и неба

3.4.2 Оценка влияния алгоритма кластеризации на точность вычисления углов тангажа и крена

3.5 Моделирование КСО с БПЛА в режиме терминальной навигации

3.5.1 Алгоритмы терминальной навигации

3.5.2 Результаты моделирования

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КСО

4.1 Лабораторные испытания

4Л. 1 Статические испытания

4.1.2 Динамические испытания

4.2 Полевые испытания

4.2.1 Опытный образец вычислительного блока катадиоптрической системы ориентации

4.2.2 Описание полевых испытаний

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

№2012619847 «Катадиоптрическая система ориентации (КСО)»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2012619846 «Программный комплекс автоматического

сопровождения цели (ПК-АСЦ)»

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт внедрения результатов диссертационной работы в учебный процесс

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ БПЛА - беспилотный летательный аппарат МБПЛА - малоразмерный беспилотный летательный аппарат ЛА - летательный аппарат СО - система ориентации БСО - бесплатформенная система ориентации ОСО - оптическая система ориентации КСО - катадиоптрическая система ориентации СНС - спутниковая навигационная система ПО - программное обеспечение ПК - персональный компьютер СК - система координат

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Катадиоптрическая система ориентации беспилотного летательного аппарата»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в России, как и за рубежом, активно развивается разработка малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (МБПЛА) для военных и гражданских целей.

Перед своими «большими собратьями» у них есть ряд преимуществ, среди которых можно выделить малый взлетный вес, небольшие габариты, малая визуальная и радиозаметность (актуально для военных целей), более низкую стоимость и т.д. Главным достоинством МБПЛА можно считать независимость от взлётных полос. Такие БПЛА запускаются с руки (изредка с катапульты), садятся на неподготовленную поверхность (в снег или траву) или даже захватываются оператором при пролете на низкой высоте с небольшой скоростью. В разобранном виде могут переноситься в рюкзаках парой или даже одним человеком.

МБПЛА очень популярны в гражданской сфере, где эксплуатация больших БПЛА сопровождается проблемами аэродромного базирования, финансовыми затратами и юридическими неудобствами. За рубежом МБПЛА используются для охраны сельхозугодий, картографии, дистанционного химико-физического анализа, контроля всхожести и спелости урожая, химической обработки. Примером этому служат японские БПЛА-вертолёты для фермеров Yamaha RIvIAX. В России подобная практика находится в начальной стадии и начинает внедряться отдельными организациями (например, компанией «Фруктовый Сад» и ФГОУ В ПО МичГАУ).

Стремительное развитие МБПЛА обуславливает необходимость в миниатюрных системах для определения параметров ориентации объектов (системах ориентации) в пространстве, построенных на различных физических принципах. Грузоподъемность и размеры МБПЛА накладывают

жесткие ограничения на массогабаритные параметры систем ориентации.

6

Одновременно с этим предъявляются высокие требования к точности определения параметров ориентации, стоимости, энергопотреблении и способности встраиваться в современные системы управления летательными аппаратами.

В настоящее время наиболее широко распространены бесплатформенные системы ориентации, построенные на основе микромеханических датчиков. Развитие микросистемной техники, в частности, появление микромеханических акселерометров и датчиков угловой скорости, позволяет создавать системы, обладающие малыми массой и габаритами. Однако, такие системы обладают большой нарастающей во времени погрешностью, обусловленной низкой точностью микромеханических датчиков и, в связи с этим, нуждаются в корректировке с помощью дополнительных датчиков или систем. Это в свою очередь породило разработку альтернативных систем на базе магнитометров, пирометров и других источников первичной информации.

Разработкой подобных систем активно занимаются такие фирмы и организации как «Philips Semiconductors» (Голландия), «Honeywell», «Space Electronic», «Crossbow Technolog)' Inc.», «Precision Navigation Inc.», «Advanced Orientation Systems Inc. (AOSI)» (США), УП «Минский НИИ радиоматериалов» (Беларусь), НТЦ «Рисса», ООО «ТеКнол», ФГУП ГНПП «Электроприбор», ФГУП ГНПП «СПЛАВ», ФГУП НКТБ "Феррит", ОАО «Научно-производственный комплекс «ЭЛАРА» имени Г.А.Ильенко», ГОУ ВПО «Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева», Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Россия) и др.

Проведенный анализ показывает, что данные системы не лишены

недостатков. Например, магнитометрические системы ориентации

чувствительны к собственному магнитному полю объекта и различным

магнитным аномалиям, акселерометрическая коррекция чувствительна к

7

линейным перегрузкам, возникающим в процессе движения летательного аппарата, работа систем на пирометрических датчиках существенно зависит от внешних погодных условий.

Среди различных методов определения параметров ориентации, особое внимание привлекает метод, основанный на анализе видеопотока с установленной на борту видеокамеры. Действительно, основной задачей МБПЛА является аэровидеонаблюдение. То есть, на борту, как правило, уже имеются установленные в качестве полезной нагрузки обзорные видеокамеры. Применение их для вычисления параметров ориентации позволит значительно упростить систему управления летательным аппаратом в целом, а также уменьшить массу бортовой аппаратуры и увеличить полезную грузоподъемность МБПЛА.

Как правило, для вычисления параметров ориентации используется анализ расположения линии горизонта или каких-либо опорных точек в кадре изображения. Как следствие, у таких систем отсутствует накапливаемая погрешность, как в случае с системами на базе микромеханических датчиков. Однако, есть и недостатки: ограниченный диапазон измеряемых углов тангажа и крена (из-за ограниченного угла обзора), влияние на точность показаний рельефа, погодных условий, освещенности и т.д.

В связи с этим актуальной является разработка оптических систем ориентации, обладающих повышенными точностными характеристиками и способными функционировать в более широком диапазоне различных эксплуатационных условий. Существенными являются задачи расширения диапазона рабочих углов тангажа и крена, а также снижения влияния на точность измерения погодных условий и рельефа.

Таким образом, задача разработки теоретических основ построения, математического описания, алгоритмов функционирования и способов

повышения точности работы оптических систем ориентации является актуальной.

Объектом исследования является оптическая система ориентации (ОСО) на основе видеокамеры, обладающей ограниченным углом обзора, предназначенная для использования на летательных аппаратах класса мини-БПЛА.

Предметом исследования являются математические модели, алгоритмы работы и структуры, а также новые способы построения ОСО на базе видеокамеры, позволяющие повысить её точность, расширить углы обзора и улучшить эксплуатационные характеристики.

Целью работы является повышение точности и улучшение эксплуатационных характеристик ОСО на базе видеокамеры для мини-БПЛА, за счет разработки новых алгоритмов обработки информации, новых конструкций, более точного математического описания.

Методы исследований: в работе использовался комплексный метод исследования, который характеризуется применением теории случайных процессов, теории конечного поворота твердого тела, теории геометрической оптики, теории цифровой обработки сигналов, математического моделирования с применением ЭВМ, физического моделирования в лабораторных и полевых условиях.

Научная новизна:

1) Разработан способ увеличения угла обзора видеокамеры до значений, превышающих 180°, отличающийся от известных применением дополнительной зеркальной оптической системы, состоящей из плоского и сферического зеркал. При этом обеспечиваются повышение качества изображения, увеличение диапазона рабочих углов тангажа и крена до значений [-90°...+90°] и [-180°...+180°] соответственно, возможность простой регулировки результирующего угла обзора.

2) Разработан алгоритм вычисления углов тангажа и крена,

9

оценивающий взаимное расположение неба и земли в кадре изображения, а не только линии горизонта, что позволяет уменьшить погрешность ОСО.

3) Предложен алгоритм кластеризации неба и земли на изображении, основанный на применении пороговой фильтрации с динамически изменяющимся пороговым значением. Алгоритм не требует больших вычислительных затрат, что снижает результирующую задержку ОСО.

4) Разработана математическая модель ОСО на базе видеокамеры с увеличенным углом обзора, отличающаяся от существующих систем более точным определением параметров ориентации летательного аппарата, а также возможностью функционирования в более широком диапазоне эксплуатационных условий.

Практическая ценность работы:

1) Построена математическая модель ОСО на базе видеокамеры с дополнительной зеркальной оптической системой.

2) Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее проводить имитационное моделирование ОСО.

3) Исследовано влияние различных факторов (высота полета, рельеф, наличие высотных объектов, освещенность, погодные условия, шум приемника оптического излучения) на погрешность ОСО. Приведены методы для устранения влияния высоты полета.

4) Проведены лабораторные и полевые испытания разработанных опытных образцов катадиоптрической системы ориентации.

Работа обобщает теоретические и экспериментальные исследования, проведённые автором в Тульском государственном университете, и способствует решению актуальных научно-технических задач создания систем ориентации БПЛА.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО

«Тульский государственный университет» в качестве лабораторных работ по курсу «Микросистемная авионика», что отражено в акте внедрения результатов диссертационной работы. Результаты исследования реализованы в программных продуктах «Катадиоптрическая система ориентации (КСО)» и «Программный комплекс автоматического сопровождения цели (ПК-АСЦ)» на которые получены свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Результаты исследования использованы при выполнении гранта РФФИ № 09-08-00891 «Концепция построения и проектирования авионики малоразмерных беспилотных летательных аппаратов».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы, докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях: XI Конференции молодых ученых «Навигация и управление движением», март 2009 г., г. С.-Петербург; I Международной научно-практической конференции «Интеллектуальные машины», апрель 2009 г., г. Москва, МГТУ «МАМИ»; XVIII Международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентябрь 2009 г. Крым, г. Алушта (доклад отмечен дипломом I степени), I Тульском инновационном конвенте, октябрь 2009 (работе присуждено второе место), VI молодежной научно-практической конференции Тульского государственного университета «Молодежные инновации», 2012. По результатам XI Конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» (март 2009 г., г. С.-Петербург) автор стал победителем конкурса «УМНИК-2009», что позволило выполнять в период с 2009 по 2011 гг. работы по договору №У-2009-2/2 на тему «Разработка панорамной видеосистемы для определения углов тангажа и крепа беспилотного летательного аппарата».

В период с 2010 и по настоящее время основные результаты диссертационной работы демонстрировались в международных форумах-выставках «Беспилотные многоцелевые комплексы»-«иУ8-ТЕСН».

Содержание диссертационной работы отражено в 10 печатных работах, в том числе в 5 периодических изданиях, рекомендованных ВАК.

Достоверность теоретических положений подтверждена математическим моделированием и экспериментальными исследованиями в лабораторных и полевых условиях на опытных образцах катадиоптрической системы ориентации.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1) Способ повышения угла обзора видеокамеры, основанный на применении дополнительной зеркальной системы с возможностью регулирования результирующего угла обзора, что обеспечивает расширение диапазона эксплуатационных условий.

2) Алгоритм вычисления параметров ориентации БПЛА с помощью ОСО на базе видеокамеры, отличающийся от известных оценкой взаимного расположения неба и земли в кадре изображения, а не только линии горизонта, что приводит к снижению погрешности ОСО, особенно при больших углах тангажа и крена. Отличием данного алгоритма также является универсальность - способность применения к любым типам оптических систем, обладающих круговой симметрией.

3) Алгоритм кластеризации земли и неба на изображении использующий пороговую фильтрацию с динамически изменяющимся пороговым значением.

4) Математическая модель ОСО, позволяющая проводить имитационное моделирование катадиоптрической системы ориентации.

Заключение диссертации по теме «Приборы навигации», Ладонкин, Александр Валериевич

Основные результаты исследований, проведенных в диссертационной работе, заключаются в следующем:

1) Разработан способ увеличения угла обзора видеокамеры до значений, превышающих 180°, за счет применения дополнительной зеркальной оптической системы, что позволяет вычислять углы ориентации при любых значениях углов тангажа и крена.

2) Разработан алгоритм кластеризации неба и земли на изображениях, основанный на применении пороговой фильтрации с динамически изменяющимся пороговым значением. Данный алгоритм не требует больших вычислительных затрат и обладает малым временем исполнения, что позволяет снизить общую задержку КСО.

3) Разработан универсальный алгоритм вычисления углов тангажа и крена, основанный на анализе взаиморасположения неба и земли на изображении, что позволяет использовать его с оптическими головками любых типов, обладающими осевой симметрией.

4) Получена математическая модель оптической головки, позволяющая проводить имитационное моделирование работы КСО и оценить точность системы на этапе проектирования.

5) Создано программное обеспечение, предназначенное для моделирования катадиоптрической системы ориентации, анализа работы алгоритма кластеризации,- оценки влияния различных факторов на погрешность вычисления углов тангажа и крена.

6) Произведена оценка влияния различных факторов на точность вычисления углов тангажа и крена: высоты полета, ландшафта высотных объектов), освещенности (времени суток), погодных условий (туман, смог), шумовых характеристик приемника оптического излучения. Предложены методы для компенсации влияния высоты полета на погрешность системы. Выяснено, что наибольшую

121 погрешность вызывают протяженные объекты с большим вертикальным угловым размером, и шумы приемника оптического излучения в условиях низкой освещенности и низкого контраста.

7) Полученные результаты лабораторных и экспериментальных исследований подтверждают достоверность теоретических выводов. Погрешность вычисления углов тангажа и крена не превышает 1°, что является удовлетворительным для выполнения задачи автоматического полета БПЛА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ладонкин, Александр Валериевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) М.И. Павлушенко, Г.М.Евстафьев, И.К.Макаренко. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития // Научные записки пир-центра: национальная и глобальная безопасность. - 2004, №2, 611с.

2) UAS. The Global Perspective 2008/2009. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.uvs-info.com/

3) Современная классификация российских БЛА [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.missiles.ru/UAV_class.htm

4) Костенко И. К. Летающие крылья. Изд.2, перераб. и доп. М, 1988. 104 с.

5) Black Widow / AeroVironment [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.avinc.com/uas/adc/black_widow/

6) RQ-14 Dragon Eye / AeroVironment [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.designation-systems.net/dusrm/app2/q-14.html

7) Boomerang / Bluebird Aero Systems [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://en.mvsa.com/catalog/boomerang/

8) Zala 421-08 / Zala Aero [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://zala.aero/ru/uav/1205400722.htm

9) INSPECTOR 201 / Аэрокон [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.aerocon.ru/inspector/inspector201 /

10) INSPECTOR 101 / Аэрокон [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.aerocon.ru/inspector/inspectorl01/

11) Беспилотные летательные аппараты. RQ11-Raven [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://bp-la.ru/bpla-rq-l 1-raven/

12) Aladin UAV system. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.emt-penzberg.de/en/produkte/aladin/aladin.html

13) Вежновец А. Иллюзии и реальность беспилотного полета / А. Вежновец // Вертолетная индустрия. - 2010. - №2. - С. 14 - 17.

14) Беспилотные летательные аппараты / Ганин С.М., Карпенко A.B., Колногоров В.В., Петров Г.Ф. СПб., «Невский проспект».-1999.-161 с.

15) Дракин И.И. Основы проектирования беспилотных летательных аппаратов с учетом экономической эффективности / М.: Машиностроение. - 1977. - 224 с.

16) MMQG [Электронный ресурс] / Systron Donner. - Режим доступа: http://www.systron.eom/files/l/964536-L_MMQG%5Bl%5D.pdf

17) Распопов В. Я. Микромеханические приборы: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / В. Я. Распопов // Тул. гос. университет, Московский гос. технологический ун-т им. К. Э. Циолковского. - Тула: Гриф и К, 2004.-476 е., ил.

18) Шведов А.П. Бесплатформенная система ориентации и навигации мини-беспилотного летательного аппарата / А.П. Шведов, Р.В. Алалуев, Ю.В. Иванов, В.В. Матвеев, В.Я. Распопов // Управление и информатика в авиакосмических системах. Приложение к журналу «Мехатроника, автоматизация и управление», № 10 - 2008 г. - С. 14-18.

19) Шведов А.П. Бесплатформенная система ориентации на микромеханической элементной базе / А.П. Шведов // Труды XVIJ международного научно-технического семинара. - С.-Петербург -редакционный издательский центр ГУАП, 2008 - С. 99

20) Шведов А.П. Повышение точности бесплатформенной системы ориентации для беспилотных летательных аппаратов / А.П. Шведов, М.Г. Погорелов, Р.В. Алалуев, В.В. Лихошерст // Мир авионики, №4 -2009 г.- С. 43-47.

21) Шведов А.П. Информационно-измерительные микросистемы для подвижных объектов / А.П. Шведов, В.Я. Распопов, Ю.В. Иванов, Д.М. Малютин, Р.В. Алалуев, М.Г. Погорелов, В.В. Лихошерст, С.Е. Товкач // Нано- и микросистемная техника, №1 - 2010 г. - С. 27 - 34.

22) AMRS510 Datasheet [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.memsic.com

23) MMQG [Электронный ресурс] / Systran Donner. - Режим доступа: http://www.systron.eom/files/l/964536-L_MMQG%5Bl%5D.pcir

24) КомпаНав-2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.teknol.m/products/aviation/companav2

25) STB-lx Микрогабаритная инерциальная система ориентации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ruav.ru/Products/ IMU/STB1 x%20DataSheet.pdf

26) Погорелов М.Г. Информационно-измерительная система ориентации магнитометрического типа подвижных объектов / М. Г. Погорелов, Д. М. Малютин, А. П. Шведов // Сборник I международной научно-практической конференции «Интеллектуальные машины», тезисы доклада. - МГТУ «МАМИ». - 2009. - С. 50 - 54.

27) Погорелов М.Г. Система для определения параметров ориентации подвижного объекта по показаниям магнитных датчиков / М. Г. Погорелов, Д. М. Малютин, А. П. Шведов // Датчики и системы. - 2009. -№5.-С. 51-55.

28) Погорелов М. Г. Исследование погрешностей малогабаритного магнитометрического измерителя углового положения / М. Г. Погорелов, Д. М. Малютин // Материалы X Юбилейной конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». Науч. редактор д.т.н. О. А. Степанов / под общ. ред. академика РАН В. Г. Пешехонова. -СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». - 2009. - С. 342 - 349.

29) Погорелов М. Г. Система ориентации геомагнитного типа / М. Г. Погорелов // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. - 2009. -№6,- С. 18-24.

30) Погорелов М.Г. Информационно-измерительные системы

магнитометрического типа для стационарных и подвижных объектов:

125

Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. Наук: 05.11.16 / М.Г. Погорелов. ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» -Тула: Изд. ТулГУ, 2009 г. - 165 с. ■

31) В. Taylor, С. Bil, S. Watkins, G. Egan. Horizon Sensing Attitude Stabilistion: A VMC Autopilot [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/horison_sensing autopilot.pdf/.

32) Товкач С.Е. Автопилот пирометрического типа для БПЛА / С.Е. Товкач, А.В. Ладонкин, В.Я. Распопов // Мир авионики. - 2009. - №5. - С. 29-34.

33) Товкач С.Е. Термометр-автопилот / С.Е. Товкач, А.В. Ладонкин // Наука и жизнь. - 2009. - № 6. - С. 68-69.

34) Товкач С.Е. Микросистемная авионика современных мини-БПЛА / С.Е. Товкач, В.Я. Распопов // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. - 2007. - № 10. - С.21 -24.

35) Товкач С.Е. Авионика малоразмерных беспилотных летательных аппаратов / С.Е. Товкач, В.Я. Распопов // Мир авионики. - 2009. - № 3. -С. 39-47.

36) Товкач С.Е. Информационно-измерительная система пирометрического типа для малоразмерного беспилотного летательного аппарата (БПЛА): диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.11.16 / С.Е. Товкач. ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» -Тула: Изд. ТулГУ, 2010 г. - 171 с.

37) Гп-Flight Orientation, Object Identification and Landing Support for an Unmanned Air Vehicle / Adam Hazeldene, Adam Sloan, Christopher Wilkin, Andrew Price. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www-ist.massey.ac.nz/conferences/icara2004/files/Papers/Paper58_ICARA2004_33 3_338.pdf

38) Damien Dusha, Wageeh Boles, Rodney Walker. Fixed-Wing Attitude Estimation Using Computer Vision Based Horizon Detection. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://eprints.qiit.edii.aU/6852/l/6852.pdf

39) Баклицкий B.K. Корреляционно-экстремальные методы навигации и наведения / В. К. Баклицкий - Тверь: ТО «Книжный клуб», 2009. - 360 с.

40) Mitch Bryson. Bearing-Only SLAM for an Airborne Vehicle / Mitch Bryson, Salah Sukkarieh [Электронный ресурс] // ARC Centre for Excellence in Autonomous Systems, Australian Centre for Field Robotics, The Rose St. Building. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.cse.unsw.edu.au/~acra2005/proceedings/papers/biyson.pdf.

41) Ладонкин A.B. Катадиоптрическая видеосистема для определения углов крена и тангажа беспилотного летательного аппарата // Датчики и системы. №8 -2011. С. 15-18.

42) ГОСТ20058-80 «Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения».

43) Боднер В.А. Системы управления летательными аппаратами /

B.А. Боднер. - М.: Машиностроение, 1973. - 506 с.

44) Pascal Vasseur. Mesured'Attitude pour les Drones par Vision Catadioptrique Centrale / Pascal Vasseur, Cedric' Demonceaux [Электронный ресурс] //

C.R.E.A. - EA3299. Université' de Picardie Jules Verne 7, Rue du Moulin Neuf 80000 Amiens. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.crea.u-picardie.fr/~vasseur

45) Микросистемы ориентации беспилотных летательных аппаратов / Под ред. В.Я. Распопова. - М.: Машиностроение, 2011. - 184 е.: ил.

46) Расчетный и лабораторный практикум по микросистемной авионике: чебное пособие для вузов / под ред. проф., д-ра техн. наук В.Я. Распопова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 211 с.

47) Насонова Л.В. Теорема о представлении функции через ряды полиномов // Известия высших учебных заведений. Математика,№ 1—1969г— С.36-46.

48) Потапов М.К. О приближении непериодических функции алгебраическими полиномами // Вестник МГУ. Математика, механика, №4.-1960 г.-С. 14-25.

49) Бердышев В.И., Петрак JT.B. Аппроксимация функций, сжатие численной информации, приложения. - Екатеринбург: УрО РАН, 1999. -296 с.

50) Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. Изд. 2-е, испр. — М.: Техносфера, 2007. — 856 с. ISBN 978-5-94836-135-2

51) Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2007.-751 с.

52) Глинченко А. С. Цифровая обработка сигналов. В 2 ч. — Красноярск: Изд-во КГТУ, 2001. — 383 с.

53) Методы компьютерной обработки изображений / Под ред. В.А. Сойфера. - 2-е изд., испр. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 784 с.

54) Пат. 5,095,631 US, G01C 17/38. Magnetic compass / S. Gavril, E. Zeiler, A. Мог, Y. Netzer; опубл. 17.03.92.

55) Пат. 2085850 РФ, G01C21/08. Система курса и вертикали и способ определения магнитного курса / В.Л. Будкип, Г.И. Джанджгава, A.B. Федоров, Н. А. Цепляев. - № 94003944/28; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Раменское приборостроительное конструкторское бюро»; заявл. 03.02.94; опубл. 27.07.97.

56) Пат. 2130588 РФ, G01C21/08, G01C21/12, G01C17/38. Способ измерения магнитного курса объекта / В. А.Архипов, Н. К. Ветошкина, В. Ф. Зузлов, С. О. Лебедев, А. А. Потапов, В. А. Олаев. - № 98108097/28; заявитель и патентообладатель ОАО «Чебоксарский приборостроительный завод «Элара»; заявл. 23.04.98; опубл. 20.05.99.

57) Погорелов М. Г. Исследование погрешностей малогабаритного магнитометрического измерителя углового положения / М.Г. Погорелов, Д. М. Малютин // Материалы X Юбилейной конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». Науч. редактор д.т.н. О.

А. Степанов / под общ. ред. академика РАН В. Г. Пешехонова. - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». - 2009. - С. 342 - 349.

58) Приемники оптического излучения: учебное пособие / Каледин С.Б., Пясецкий В.Б. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995.

59) Бурсов М.В. Компьютерное моделирование формирования цветного изображения на матричных ПЗС-приемниках: Дис. канд. техн. наук.-СПб,-2003.-111с.

60) Архипкин В.Г., Патрин Г.С. Лекции по оптике. 2006. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://linjener.rn/category/injenerbook/ Arhipkin_VG_Patrin_GS_Lekcii_po_optike.html

61) Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1992. -448 с.

62) Родионов С. А. Основы оптики. Конспект лекций,- СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2000. — 167 с. Глава 4. Основные законы геометрической оптики.

63) Можаров Г.А. Основы геометрической оптики: Учеб. пособие. - М.: «Университетская книга», «Логос», 2006. - 280 с.

64) Федосов И.В. Геометрическая оптика. - Саратов: Сателлит, 2008. - 92 с.

65) Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - М.: Наука , 1987. - 832 с.

66) Баврин И.И. Краткий курс высшей математики для химико-биологических и медицинских специальностей / И.И. Баврин. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 328 с.

67) Лурье А. И. Аналитическая механика — М.:Физматлит. - 1961 г. - 824 с.

68) Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1977. - 831 с.

69) Кегков Ю. MATIAB 7. Программирование, численные методы / Ю. Кегков, А. Кегков, М. Шульц. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 742 е.: ил.

70) Проблемы трассировки лучей - из будущего в реальное время. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://nvworld.ru/articles/ray_tracing/.

71) Ray Tracing from the Ground Up [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.raytracegroundup.com/index.html.

72) Пантелеев B.JI. Теория фигуры Земли. Курс лекций [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://lnfinl.sai.msu.ru/grav/mssian/lecture/tfe/index.html

73) Ладонкин A.B. Лабораторное моделирование панорамной видеосистемы для определения углов ориентации беспилотного летательного аппарата // Сборник трудов конференции «Оптика и образование - 2010». - СПб: СПбГУ ИТМО, 2010 - С. 138.

74) Геоид и квазигеоид [Электронный ресурс]. - режим доступа: URL: http://www.spbtgik.ru/book/2103.htm

75) Жак Годен. Колориметрия при видеообработке / Пер. А. Лаут // Изд.: Техносфера, 2008. - 330 с.

76) Гуревич М.М. Цвет и его измерение. - М-Л.: Изд.: АН СССР, 1950. -268 с.

77) Цветовые пространства [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.semam.ru/cod_7.php.

78) Каледин С. Б. Методика расчета параметров приемников излучения при проектировании оптико-электронных приборов / Каледин С.Б.-1994.-41 с.

79) Потапов А. А., Пахомов А. А., Никитин С. А., Гуляев Ю. В., Новейшие методы обработки изображений. — М.: Физматлит, 2008. — 496 с.

80) Алгоритмические основы растровой машинной графики / Д.В. Иванов и др. // Изд.: Интернет-университет информационных технологий, Бином, 2007. - 304 с.

81) Ладонкин A.B. Терминальная навигация беспилотного летательного аппарата с компенсацией влияния на систему ориентации линейных ускорений / A.B. Ладонкин, В.Я. Распопов, А.П. Шведов, М.Н. Машнин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 7. Тула: Изд-во Тулгу, 2012. С. 140-155.

82) Ладонкин A.B., М.Н. Машнин, В.Я. Распопов. Управление малоразмерными беспилотными летательными аппаратами в режиме терминальной навигации // Мехатроника, автоматизация, управления. №9. Изд-во «Новые технологии», 2012. С. 15-23.

83) Бесекерский В.А. Теория автоматического управления /

B.А. Бесекерский, Е.П. Попов. - СПб.: Профессия, 2003. - 750 с.

84) Автопилот мини-беспилотного летательного аппарата / В.Я. Распопов,

C.B. Телухин, Д.М. Малютин и д.р. // Приложение к журналу "Мехатроника, автоматизация, управление" №10, 2008.

85) Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 7 // Изд.: Бином, 2003. -1152 с.

86) Конопка Р. Создание оригинальных компонент в среде Delphi. - Киев: DiaSoft, 1996.-512 с.

87) Борн М., Вольф Э. Основы оптики. - М.: Наука, 1973. - 730 с.

88) Грузман И.С., Киричук B.C., Косых В.П., Перетягин Г.И., Спектор A.A. Цифровая обработка изображений в информационных системах: Учебное пособие.- Новосибисрк: Изд-во НГТУ, 2002. - 352 с.

89) Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - Изд.: Техносфера, 2006. - 1072 с.

90) Ладонкин A.B., Машнин М.Н. Моделирование оптических систем

ориентации в контуре автоматического управления малоразмерного

беспилотного летательного аппарата // VI молодежная научно-

практическая конференция Тульского государственного университета

«Молодежные инновации»: сборник докладов / под. общ. ред. д-ра. Техн.

131

наук, проф. Ядыкина Е.А.: в 2м. - Тула, изд-во ТулГУ, 2012, 4.1 -С. 183-185.

91) Ладонкин A.B., Распопов В.Я. Оптические системы ориентации в контуре управления беспилотного летательного аппарата // Гироскопия и навигация. №3 (78) - 2012. С. 64-78.

92) Телухин C.B. Определение аэродинамических коэффициентов планера беспилотного летательного аппарата методом виртуальной продувки / C.B. Телухин, В.Я. Распопов, М.Н. Машнин // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2010. - №2 (68). - С. 17-23.

93) Ладонкин A.B., Машнин М.Н. Система автоматизированного определения и коррекции коэффициентов автопилота беспилотного летательного аппарата. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 6, 4.2. Тула: Изд-во Тулгу, 2011. С. 66-71.

94) HMC/HMR Series. MAGNETIC SENSOR PRODUCTS / Solid Stale Electronics Center [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.ssec.honeywell.

95) Honeywell Application Note AN213. Set/reset function for magnetic sensor / Honeywell [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: www.magneticsensors.com.

96) Характеристики видеокамеры CS-200A [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.futurlec.com/CS-200A.shtml

97) Патент на полезную модель 96235 РФ. Бесплатформенная инерциальная гировертикаль / А.П. Шведов, Ю.В. Иванов, В.Я. Распопов; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет», заявл. 04.03.2010, опубл. 20.07.2010.

98) Datasheet ADV7180 / Analog Devices [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.analog.com/static/imported-fíles/data_sheets/ADV7180.pdf

99) Datasheet Cyclonell / Altera [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.wvshare.com/datasheet/Altera_PDF/Cyclone-II.pdf.

100)Datasheet ATMegal28 / Atmel [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: www.atmel.com/Images/doc2467.pdf.

101)Datasheet ADP3335 / Analog Devices [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADP3335.pdf

102)Datasheet LM3103 / Texas Instruments [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3103.pdf

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2012619847 «Катадиоптрическая система ориентации (КСО)»

'Р0СШЙОКА.Я -41ЛЁДЖРА1ЩШШ

г»

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о Iос)дарсп!с!шои рсгнсIрации пршраммм для ЭВМ

№ 2012619847

Катадиоптрическая система ориентации (КСО)

Пр.шообл;шатель(лн). федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования « Тульский государственный университет(Ш1)

Д|чор(ы). Ладонкин Александр Валериевич, Распопов Владимир Яковлевич (1Ш)

Заявка К» 2012617551 , Дата поступления 11 ССНТяб{)яД012х Зарсч нстрироиаио и 1'еестрспрограмм для ЭВМ 31 октября 2012 г.

Руководитель Федеральной службы

_ ^ и "ч - > • по интеллектуальной сооапеею'оши

ПН Си\и)нчн

г'

гЛ ййаайййщ Й 5й ¥Л К5 Й м $ гЗ К г> К; м й К Й г»: Й м КЗ м г'Л ч

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2012619846 «Программный комплекс автоматического сопровождения цели (ПК-АСЦ)»

'РЖСШШЖАШ ФВД:КРА:Ц|£Ш

г.: г.! w ы

w кз ui •:•

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о юсздарсгииниои решетршши иршраммы для ЭВМ

№ 2012619846

Программны/« комплекс автоматического сопровождения цели

(ПК-АСЦ) v "

ПрлпообладагельСлн): федеральное государственное 'бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» (Н11)

Лнтр(и):АлалуевРоман Владимирович, ^ ...

Иванов Юрий Владимирович, Ладопкин Александ^3^4щ.§вич, Лихошерст Владимир Владимирович, МалющнЩмщрйи' Михайлович;Шведов Антон Павлович (ЯП) ' * „"•11 ''

Заявка №2012617550;-, Дата поступления 11 сентября 2012 Г.

Зарегистрнрогыш) и 1Чёстрс Гфограмч для Г)ВМ 31 октября 2012 г.

Руководитель Федеральной ыужбы по интеллектуальной собственности

B.WCuMoma

¿0Я Sí Г: Si УЛ я К м 25 5?. « Ш Si И 52 й й И ВЗ Й В Ш Ш В И Ш Ш 15

£

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт внедрения результатов диссертационной работы в учебный процесс

ФГБО

«УТВЕРЖДАЮ»

¡оректор по учебной работе ■дарственный университет Руднев С.А.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы аспиранта кафедры «Приборы управления» ФГБОУ ВПО ТулГУ Ладонкнна Александра Валериевича «Катадиоптрическая система ориентации беспилотного летательного

аппарата».

Настоящий акт составлен в том, что материалы диссертационной работы Ладонкина A.B. используются в учебном процессе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» в виде расчета о-практической работы «Катадиоптрическая система ориентации» по дисциплинам „ «Микросистемная авионика» и «Проектирование систем ориентации, стабилизации, навигации» на кафедре «Приборы управления». Расчетно-практическая работа базируется на предложенных в диссертации конструкции и вычислительных алгоритмах, и позволяет проводить имитационное моделирование "катадиоптрической системы ориентации.

Заведующий кафедрой ^

«Приборы управления» Распопов В.Я.