
Для отработки применения систем технического зрения при посадке объекта на площадку предназначен для работы в составе лаборатории симуляции и отработки алгоритмов оптической навигации с помощью средств технического зрения в рамках решения задачи посадки ЛА на подготовленную площадку с оптическими маркерами. Комплекс поставляется в двух вариантах исполнения: полунатурном (с физическим макетом, роботом-манипулятором и кардановым подвесом) и виртуальном (с генератором синтетических данных).
Благодаря учебно-лабораторному комплексу для отработки применения систем технического зрения учебное заведение получает универсальную платформу для исследований в области оптической навигации. Именно учебно-лабораторный комплекс для посадки объекта на площадку позволяет отрабатывать алгоритмы как в виртуальной среде, так и на реальном оборудовании с использованием манипуляторов, инерциальных датчиков и систем компьютерного зрения. Использование учебно-лабораторного комплекса для отработки применения систем технического зрения при посадке объекта на площадку значительно повышает качество подготовки специалистов в области авиации и космонавтики, формируя у них навыки работы с современными методами навигации.
Варианты исполнения. Комплекс посадки ЛА с техническим зрением для вузов и НИИ
Комплекс поставляется в двух вариантах:
| Характеристика | Вариант 1 (Полунатурный) | Вариант 2 (Виртуальный) |
|---|---|---|
| Тип моделирования | Полунатурное (реальное оборудование + ПО) | Виртуальное (только ПО, синтетические данные) |
| Основное оборудование | Коллаборативный робот-манипулятор, карданов подвес, камеры, БИНС, ПК | ПК с двумя мониторами, ПО для генерации данных |
| Входные данные | Данные с реальных датчиков и камер | Параметры симуляции (точка старта, координаты, маркеры) |
| Выходные данные | Видеопоток с камер, телеметрия манипулятора | Виртуальный видеопоток, набор изображений |
| Интеграция с внешним ПО | MATLAB через открытый API | MATLAB Simulink, OpenCV, Python |
| Габариты (Д×Ш×В) | 2200×1400×1200 мм (2 места) | 800×600×600 мм |
| Вес | не более 280 кг | не более 45 кг |
1. Полунатурный вариант (с физической установкой)
Задача комплекса — полунатурная симуляция процесса посадки баллистического ЛА на модельную площадку с помощью набора физических датчиков и камер, генерирующих видеопоток, передаваемый системам технического зрения и обработки сигналов. На основании данных датчиков и миниатюрной БИНС, а также изображений с камер производится решение навигационной задачи и посадка на выбранный участок с установленными маркерами.
Состав:
-
Полезная нагрузка (камеры + блок инерциальных датчиков) в трёхстепенном кардановом подвесе (вращение по трём осям).
-
Карданов подвес крепится к коллаборативному роботу-манипулятору, обеспечивающему перемещение в горизонтальной плоскости.
-
Манипулятор с направляющей для вертикального перемещения.
-
Бортовой одноплатный ПК (Rpi 4, 8 ГБ ОЗУ) с камерой и инерциальными датчиками.
-
Открытый API для управления системой позиционирования из MATLAB и других сред.
-
Передача данных: изображения в формате H.264, углы поворота сервоприводов, координаты, углы ориентации.
-
Подключение: USB или локальная сеть (TCP/IP); беспроводное подключение полезной нагрузки.
-
Поддержка стереоскопического варианта с двойным блоком камер.
Технические характеристики аппаратного блока:
-
Масса полезной нагрузки: не более 400 г.
-
Углы поворота: α ≤ ±30°, β ≤ ±60°, γ ≤ ±90°.
-
Радиус перемещения в горизонтальной плоскости: ≤ 500 мм.
-
Вертикальное перемещение: ≤ 500 мм.
2. Виртуальный вариант (генератор синтетических данных)
Задача комплекса — виртуальная симуляция процесса посадки баллистического ЛА на виртуальную площадку с помощью набора виртуальных камер, генерирующих высококачественный видеопоток, передаваемый внешним системам технического зрения и обработки сигналов. Получаемый в результате симуляции видеопоток синтетических данных или серия изображений могут быть использованы в ходе тренировки алгоритмов машинного или технического зрения.
Основные функциональные требования:
-
Виртуальный ЛА подчиняется законам физики твёрдого тела (масса, тяга, направление).
-
Симуляция в реальном времени или с заданной постоянной времени.
-
Двусторонняя связь с MATLAB Simulink, OpenCV и Python.
-
Приём управляющих воздействий (тяга и вектор направления).
-
Выдача данных с частотой ≥ 60 Гц: скорость, координаты, углы ориентации (эйлеровы или кватернионы).
-
Видеоизображение с двух виртуальных камер (640×480, ≥ 25 кадров/с).
-
Создание последовательности статичных изображений (≥ 30 кадров/с) для обучения алгоритмов.
-
Возможность задания параметров: точка старта, ориентация, координаты, вид площадки, атмосфера, оптические маркеры.
-
Расчёт точного расстояния до маркеров и координат ЛА относительно ориентиров.
Общие функциональные возможности (для обоих вариантов)
-
Отработка алгоритмов оптической навигации с использованием систем технического зрения.
-
Решение задачи посадки ЛА на подготовленную площадку с оптическими маркерами.
-
Интеграция с MATLAB, OpenCV, Python через открытый API.
-
Визуализация траекторий и параметров полёта в реальном времени.
-
Поддержка стереоскопического зрения (опционально).
Рекомендуемое оборудование
-
ПК с мониторами (входит в комплектацию соответствующего варианта);
-
проектор для групповой демонстрации (опционально).
Минимальные системные требования (для обоих вариантов)
-
процессор: четырёхъядерный с частотой не менее 3,0 ГГц (рекомендуется 3,5 ГГц);
-
оперативная память: не менее 16 ГБ (рекомендуется 32 ГБ);
-
дискретная видеокарта с поддержкой DirectX 11 / OpenGL 4.5, не менее 4 ГБ видеопамяти;
-
свободное место на жёстком диске: не менее 20 ГБ;
-
операционная система: Windows 10/11, Linux (отечественные дистрибутивы).
Установка и эксплуатация
Установка оборудования (для полунатурного варианта):
-
Разместите стол с манипулятором и кардановым подвесом в лаборатории.
-
Подключите питание к оборудованию и ПК.
-
Установите ПО для управления и визуализации.
-
Настройте беспроводное соединение для полезной нагрузки.
-
Проверьте работу API и связь с MATLAB.
Для виртуального варианта:
-
Установите ПО на ПК с двумя мониторами.
-
Настройте параметры симуляции через интерфейс.
Руководство по эксплуатации:
-
Запустите программу симуляции.
-
Выберите вариант (полунатурный или виртуальный).
-
Задайте параметры (траекторию, маркеры, условия).
-
Запустите симуляцию и наблюдайте за процессом.
-
Анализируйте данные, сохраняйте результаты.
-
Для выхода закройте программу.
Для кого предназначен
Учебно-лабораторный комплекс рекомендован для:
-
профильных вузов (направления «Авиастроение», «Авиация и космонавтика», «Робототехника», «Системы управления», «Техническое зрение»);
-
научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро;
-
учебных центров предприятий авиационной, космической и оборонной промышленности.
Преимущества использования комплекса посадки ЛА с техническим зрением для вузов и НИИ
-
Два варианта — выбор между полунатурным и виртуальным моделированием.
-
Полунатурная отработка — приближение к реальным условиям.
-
Генерация синтетических данных — тренировка алгоритмов машинного зрения.
-
Интеграция с MATLAB/OpenCV/Python — гибкость в разработке.
-
Открытый API — возможность самостоятельного управления.
-
Визуализация — отображение траекторий и параметров в реальном времени.
-
Безопасность — отработка сложных сценариев без риска.
-
Соответствие профессиональным стандартам — подготовка кадров для высокотехнологичных отраслей.
Работа с учебно-лабораторным комплексом для отработки применения систем технического зрения даёт студентам и исследователям возможность освоить как виртуальные, так и полунатурные методы оптической навигации. Без такого комплекса изучение систем посадки ЛА ограничивается теорией, тогда как учебно-лабораторный комплекс для посадки объекта на площадку позволяет проводить полноценные эксперименты с реальными датчиками, камерами и манипуляторами, что особенно важно для авиации и космонавтики.
Условия поставки комплекса посадки ЛА с техническим зрением для вузов и НИИ
Поставка учебно-лабораторного комплекса для отработки применения систем технического зрения при посадке объекта на площадку осуществляется по индивидуальному заказу. Доставка оборудования в любой регион РФ. Возможна экспресс-доставка.
Как заказать комплекс посадки ЛА с техническим зрением для вузов и НИИ
Для получения коммерческого предложения или консультации по выбору варианта исполнения учебно-лабораторного комплекса для отработки применения систем технического зрения при посадке объекта на площадку заполните форму обратной связи на сайте.
