Новости

Дата публикации: 25/02/2016

Применение лазерных технологий для регистрации и передачи видеоинформации в динамических информационных сетях

В рамках работ по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» ООО «Центр лазерных технологий» совместно с ЦНИИ РТК проводят исследования применимости лазерных технологий для регистрации и передачи видеоинформации в динамической информационной сети, образованной мобильными робототехническими комплексами (МРК).

Работы проводятся в рамках проекта «Разработка программно-аппаратных средств формирования оптической сети для наземного и космического применения» и соответствующего Соглашения № 14.579.21.0128 от 9.11.2015г.

Результаты анализа современного состояния разработок, выполненного на первом этапе работ по проекту, свидетельствуют о наличии технологий, позволяющих обеспечить решение задачи создания МРК с требуемыми характеристиками. К таким технологиям относятся технологии сканирующих лазерных локационных систем гибридного типа и технологии полностью оптических беспроводных TCP/IP линий связи, формирующих реконфигурируемую сетевую структуру, позволяющую организовать высокопроизводительные помехозащищенные атмосферные каналы оперативного обмена информацией.

Основным применением разрабатываемой оптической информационной сети (ОИС) является информационное обеспечение оперативных действий автономных и дистанционно контролируемых группировок роботов. Оптическая сетевая инфраструктура обеспечивает передачу в реальном времени больших объемов информации, в том числе, телевизионной и локационной. Технология реализует обеспечение дистанционной разведки и поиска, мониторинга территорий, выполнения работ в экстремальных условиях, контроля выполнения задач, сопровождения перемещения техники.

В ходе первого этапа ПНИ выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, посвященной разработке ОИС и их использованию в мультиагентных робототехнических системах. Проведены также патентные исследования в области разработки и применения ОИС.

Анализ научно-технической информации показал, что использование ОИС становится все более актуальной задачей, что связано с увеличением объемов информации, которую нужно передавать в реальном масштабе времени.

С учетом изученной научно-технической информации и опыта разработок лазерных систем различного назначения, в том числе и лазерных информационных систем, был проведен анализ методов и средств организации оптической информационной сети с мобильными узлами, характеристики которых заданы ТЗ на ПНИ «Разработка программно-аппаратных средств формирования оптической сети для наземного и космического применения».

В результате был обоснован выбор следующих направлений исследований:

  • теоретический анализ методов и средств организации ОИС в составе мультиагентной робототехнической системы наземного базирования;
  • разработка структурной схемы ОИС и алгоритмов ее функционирования;
  • разработка технических предложений по облику ОИС с параметрами, определенными в ТЗ;
  • разработка ЭКД и изготовление макетов основных узлов ОИС:- терминалов связи (ТС), мобильного и стационарного коммуникационных узлов.

На основании анализа результатов испытаний ЭКД на макеты узлов ОИС должна быть доработана и передана исполнителю ПНИЭР для разработки КД на опытный образец МРС и проведения его исследовательских испытаний.

В ходе первого этапа работы проведены согласования с исполнителем ПНИЭР и исполнителями связанных ПНИ параметров энергоснабжения аппаратуры, форматов передачи данных, интерфейсов со средствами коммуникации.

В целом результаты первого этапа ПНИ обеспечивают выполнение последующих этапов на базе использования наиболее современных подходов к построению ОИС для МРС и, в конечном счете, обеспечение решения в ходе связанной ПНИЭР задачи создания МРС с параметрами, превышающими параметры известных систем, и использующих фотонные и мехатронные технологии, обеспечивающие максимальные скорости получения, обработки и передачи в центр управления сети рекордных объемов информации.

В ходе работ второго этапа ПНИ, проводившихся в первом полугодии 2016 г., решены следующие задачи:

  1. Согласованы с участниками консорциума параметры оптического тракта ТС, длины волн каналов оптической связи и частоты радиоканала связи. Согласованные параметры обеспечивают достижение характеристик ОИС, заданных ТЗ.
  2. Разработана ЭКД на макеты ТС, стационарного коммутационного узла (СКУ) и мобильного коммутационного узла) МКУ, предназначенные для проведения исследовательских испытаний программно-аппаратных средств формирования ОИС на следующем этапе работы. Разработанные технические решения, основанные на выборе «полностью оптической схемы» построения ОИС, предусмотрены возможности сравнения в ходе исследовательских испытаний нескольких вариантов реализации оптических схем, электронных блоков и ПО.
  3. Разработаны алгоритмы и ПО узлов лазерной ОИС для передачи больших объемов информации в реальном времени. Разработанное ПО позволит достичь заданной скорости передачи данных не ниже 1 ГБ/с на максимальную дистанцию до 2 км.
  4. Разработано также ПО для прогнозирования динамики положения робототехнической платформы модульного типа (РПМТ) и ТС, предварительной обработки информации и коммутации информационных каналов, наведения, захвата и сопровождения корреспондента. Разработанное ПО позволит обеспечить динамическую реконфигурацию ОИС в составе МРС, что в сочетании с высокой скоростью обмена данными, а также с передачей сигналов без искажений в условиях помех, создаваемых силовыми электрическими цепями РПМТ и сменной полезной нагрузки (СПН), и искусственных помех от внешних электрических цепей и радиоисточников, позволяет рассчитывать на реализацию в ходе ПНИЭР мультиагентных робототехнических систем (МРС) с уникальными параметрами.
  5. В обеспечение проведения исследовательских испытаний, по разработанной ЭКД, изготовлено пять макетов ТС, два макета МКУ и один макет СКУ.
  6. В обеспечение проведения исследовательских испытаний разработаны программы и методики испытаний макетов ТС, СКУ и МКУ на стендах исполнителя ПНИ.

Основной задачей, решавшейся в ходе работ второго этапа ПНИ, было изготовление макетов узлов ОИС в обеспечение их последующей экспериментальной оптимизации. Задача решена в полной мере, разработаны, изготовлены и укомплектованы пять макетов ТС, два макета МКУ и один макет СКУ. Также разработано и протестировано ПО, необходимое для автономного функционирования линий связи ОИС и проведения в дальнейшем испытаний ОИС в составе МРС. Все задачи, поставленные на втором этапе, успешно решены, что обеспечивает реализацию целей ПНИ, и ПНИЭР в целом, в заданные сроки и на высоком техническом уровне.



Статьи по теме:

страницы: 1