TITLU PROIECT: FORMUAV

Coordonator: ROSA — Agenţia Spaţială Română

Parteneri:

• Bitnet – Centrul de Cercetări Senzori şi Sisteme 
• Universitatea „POLITEHNICĂ” Bucureşti – Centrul de cercetare Automatizări continue, procese şi calculatoare 
• Institutul de Ştiinţe Spaţiale – ISS 
• Institutul Naţional de Cercetări Aerospaţiale ‘Elie Carafoli’ — INCAS 
• Universitatea “POLITEHINCĂ ” Bucureşti – Centrul de Cercetări pentru Aeronautică şi Spaţiu

Durată:

Director de proiect:

Descriere:

FormUAV este un sistem de avioane fără pilot (Unmanned Aerial Vehicles – UAV) în zbor autonom în formaţie. Membrii formaţiei sunt echipaţi cu sisteme de observaţie şi recunoaştere, sunt conectaţi în reţea şi folosesc algoritmi distribuiţi de prelucrare combinată a informaţiilor.

FormUAV îşi găseşte aplicaţia în tehnicile de supraveghere şi monitorizare în scopuri de securitate şi aplicaţii civile.

Obiectivele proiectului:

Activităţi:

1 – Zbor în formaţie ( 1 items ) UPB-CCAS, INCAS:

• analiza regulamentelor organismelor internaţionale şi naţionale pentru UAV-uri civile (ICAO, JAA, EASA, EUROCONTROL, AAvC, etc.)
• definirea completă a cerinţelor de sistem şi stabilirea testelor de zbor;
• determinarea modelelor matematice ale dinamicii UAV-urilor utilizate  pentru regimuri tipice de zbor; aproximări liniare; analiza performanţelor de manevrabilitate;
• analiza efectelor aerodinamice ale zborului în formaţie; modificări ale coeficienţilor aerodinamici faţă de cazul zborului UAV-ului „izolat”;
• generarea traiectoriilor formaţiei de zbor

2 – Sistem de comandă automată UAV ( 1 items ) UPB-CCAS, UPB-ACPC, INCAS:

• proiectarea sistemului de comandă autonomă pentru UAV-uri: stabilirea sistemului de traductori; algoritmi de filtrare; sinteza buclei interioare de reglare a poziţiei relative faţă de centrul formaţiei; analiză comparativă a performanţelor obţinute prin metode de control optimal şi prin inversiune dinamică pentru diferite structuri ale formaţiei (structuri Leader/Wingmen şi cele bazate pe centrul geometric al formaţiei); analiza stabilităţii formaţiei;
• implementarea hardware şi software a sistemului de comandă;
• sinteza sistemului de comandă a formaţiei pentru urmărirea traiectoriei prestabilite (reglare viteza, atitudine longitudinală, unghi de cap); analiza stabilităţii performanţelor de robusteţe în raport cu incertitudini de modelare;simularea numerică a sistemului automat de urmărire a traiectoriei şi de menţinere a geometriei formaţiei;stabilirea configuraţiei sistemului de comandă automată pentru zborul în formaţie;
• testarea la sol a sistemului de comandă a formaţiei de zbor

3 – Sistem de comunicaţii inter-unit şi cu staţia de sol ( 1 items ) UPB-ACPC, ROSA, ISS, Bitnet:

• definirea arhitecturii sistemului de comunicaţii între membrii formaţiei de zbor: proiectare, analiza metode de criptare a informaţiei şi proiectarea sistemului de comunicaţie a formaţiei de UAV-uri cu staţia de sol: stabilire configuraţie, definire flux de comenzi, telemetrie şi flux date video;
• obţinere licenţe pentru frecvente emisie-recepţie;
• definirea sistemului de management al întreruperilor de comunicaţie sistemului de comunicaţie a formaţiei de UAV-uri cu staţia de sol: stabilire configuraţie, definire flux de comenzi, telemetrie şi flux date video;
• realizarea sistemelor de comunicaţie între membrii formaţiei de zbor;
• realizarea sistemelor de comunicaţie între membrii formaţiei de zbor şi staţia de sol;
• implementarea protocolaleor de comunicaţie;
• testarea sistemului de comunicaţii

4 – Sistem de achiziţii imagine ( 1 items ) ROSA, UPB-ACPC, ISS, INCAS:

• proiectarea sistemului de achiziţie, prelucrare şi transmitere la sol a informaţiei video: stabilirea configuraţiei, alegerea senzorilor şi a procesoarelor de imagine, proiectarea sistemului optic;
• implementarea hardware şi software a sistemului de achiziţie, procesare şi transmisie a informaţiei video.
• definirea algoritmilor de modelare şi identificare a poziţiilor tintelor cu ajutorul metodei celor mai mici pătrate multidimensionale (MCMMP-M), metodei Markov multidimensionale şi a filtrului Kalman-Bucy;
• testarea sistemului de achiziţii de imagine

5 – Realizarea şi testare sistem pilot ( 1 items ). Toţi partenerii:

• testare în zbor a UAV-uri. Identificare şi rafinare model dinamică;
• echipare UAV-uri cu sisteme de comandă, comunicaţii, achiziţie şi transmitere informaţii video;
• testare sistem pilot de UAV-uri

6 – Managementul proiectului ( 1 items ) ROSA:

• realizarea activităţilor necesare îndeplinirii cerinţelor de calitate: organizarea şi planificarea proiectului, identificarea responsabilităţilor membrilor consorţiului, stabilirea procedurilor de monitorizare şi control pentru activităţile tehnico-stiintifice şi financiare;
• monitorizarea activităţilor prevăzute în planul de realizare a proiectului: întocmirea planului de management, stabilirea metodelor de lucru şi a activităţilor aferente;
• asigurarea managementului informaţiei şi comunicării: asigurarea fluxului comunicaţional între membrii consorţiului, realizarea unei bune comunicări externe;
• pregătire proiecte pentru cooperare internaţională

Publicații: 

• Petrescu Cătălin, Stefanoiu Dan, Lupu Ciprian, Performance Evaluation of Motion Estimation în DCT Transform Domain, WSEAS Transactions on Signal Processing (ISSN: 1790-5052, INSPEC Referenced), Issue 6, Vol. 4, p. 371–380, June 2008
• Stoica, A.M., I. Yaes, Passivity of a class of Hopfield networks – Application to chaos control, ICINCO 2008, Portugal. Proceedings of the fifth internaţional conference on informatics în control, automation and robotics, vol. SPSMC
• Stefanoiu Dan, Petrescu Cătălin, VISA – A Versatile Interface of Signal Acquisition and Wavelet Based Data Fusion, The 5-th Europe-Asia Congress on Mechatronics (Mechatronics-2008,ISBN: 978-3-876923-22-7), Annecy, France, Proceedings on CD, Paper # 167, pp. 167-172, May 21–23, 2008
• Stoica A.-M, Kalman–type filtering for discrete–time stochastic systems with state–dependent noise, Mathematical Theory of Network and Systems-MTNS 2008, Blacksburg, Virginia, UŞA
• Stoica, A.M., G. Freiling, V. Drăgan, Iterative algorithms for stabilizing solutions of game  theoretic Riccati equations of stochastic control, Mathematical Theory of Network and Systems-MTNS 2008, Blacksburg, Virginia, UŞA
• Stoica A.-M., I. Yaesh, Stochastic Hopfield Networks with Multiplicative Noise and Jump Markov Parameters, Mathematical Reports, Vol. 1 (59), No. 1, p 111-122
• Stoica A.-M., I. Yaesh, Markovian jump delayed Hopfield networks with multiplicative noise, Automatica-IFAC Volume: 44   Issue: 8   p. 2157-2162
• Stoica, A.-M, An H-infinity filtering problem for systems with state-dependent noise, Control Engineering and Applied Informatics (CEAI) Journal (ISSN: 1454-8658), vol. 11, no. 2, p.35-42
• Stefanoiu Dan, Petrescu Cătălin, A Method of Distributed Data Fusion Based on Orthogonal Wavelets , Control Engineering and Applied Informatics (CEAI) Journal (ISSN: 1454-8658),  Vol. 10, No. 3, p. 37–45, September 2008
• Stoica A.M., Barbelian M., Drăgăşanu C.,  Pană V., Reduced-Order Filter Design for Discrete-Time Systems Corrupted with Multiplicative Noise, AIAA Guidance, Navigation and Control Conference
• Stoica A.-M., V.Drăgan, I. Yaesh, Kalman-Type Filtering for Stochastic Systems with State-Dependent Noise and Markovian Jumps, 17th Internaţional Conference On Control Systems and Computer Science
• Stoica A.-M., C. Dragasanu, Automatic Flight Control Using Sampled-Data  Optimization, Internaţional Council of Aeronautical Sciences
• Petrescu Cătălin, Stefanoiu Dan, Lupu Ciprian, Interface and Data Fusion Method, Based on Wavelets, for Distributed Sensors, Internaţional Francophone Conference în Automatics CIFA-2008 (an IEEE event) (ISBN: 978-2-915913-24-8), Bucharest, România, Proceedings on CD, Paper # T21-I-30-0414, pp. 414-419, September 3–5, 2008
• Petrescu Cătălin, Stefanoiu Dan, Lupu Ciprian, Motion Estimation în 2D-DCT Transform Domain, Internaţional Conference on Automation and Information ICAI’08 a publication
• of WSEAS Press (ISBN: 978-960-6766-77-0, ÎŞI Thomson and INSPEC referenced), Bucharest, România, pp. 499–504, June 24–26, 2008
• Chelaru T.V., Până V., Chelaru A., Flight Dynamics for UAV formations, Proceedings of the 10th WSEAS Internaţional Conference on AUTOMATION & INFORMATION (ICAI’09), ISBN 978-960-474-064-2, Prague, Czech Republic, 23-25 March 2009.
• Chelaru T.V., Până V., Chelaru A., Dynamics and Flight control of the  UAV formations, WSEAS TRANSACTIONS on SYSTEMS and CONTROL, ISSN: 1991-8763 198, Issue 4,
• Volume 4, April 2009
• Chelaru T.V., Până V., Dynamic stability of the UAV formations fly, Proceedings of the 9th WSEAS Internaţional Conference on  SIMULATION, MODELLING AND OPTIMIZATION (SMO ’09), ISBN 978-960-474-113-7, Budapest, Hungary, 2-5 Sep. 2009.
• Petrescu Cătălin, Ştefănoiu Dan, Lupu Ciprian, Fast and Precise Implementation of Low-Pass Digital Filters for Data Acquisition, The 20-th DAAAM Internaţional Symposium „Intelligent Manufacturing & Automation: Theory, Practice & Education”, ISTP/ISI-Thomson referenced, Vienna, Austria, November 25-28, 2009
• Ştefănoiu Dan, Petrescu Cătălin, Fusion des données distribuées a base d’ondelettes orthogonales, Automatique Avancée et Informatique Appliquée. Editori.: P. Borne, F. Florin, M. Benrejeb, D. Popescu, ISBN: 978-973-27-1806-3, Mai 2009

Pagina proiectului:  FORMUAV