Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Выпускная квалификационная работа. Институт кибернетики (ик)Содержание книги
Поиск на нашем сайте
РТУ МИРЭА Институт кибернетики (ИК) Кафедра автоматических систем (АС)
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА по направлению подготовки бакалавров 27.03.04 «Управление в технических системах»
На тему: Автоматизация процесса управления БПЛА в режиме аэрофотосъёмки для создания трёхмерных моделей
Москва 2019 г.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет» РТУ МИРЭА Институт кибернетики (ИК) Кафедра автоматических систем (АС)
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА по направлению подготовки бакалавров 27.03.04 «Управление в технических системах»
На тему: Автоматизация процесса управления БПЛА в режиме аэрофотосъёмки для создания трёхмерных моделей
Москва 2019 г.
Содержание Список сокращений и условных обозначений5 Аннотация6 Введение7 Глава 1 Общие теоретические сведения 1.1 История аэрофотосъёмки 9 1.2 Способы получения данных для трёхмерного моделирования наземных объектов12 1.3 Описание процесса аэрофотосъёмки с БПЛА, текущих проблемах при проведении работ и метода решения……………………………………..............14 1.4 Виды БПЛА, использующихся для задач аэрофотосъёмки, классификация, характеристики19 1.5 Фотограмметрия, основные определения и используемые формулы для создания трёхмерных моделей29 Выводы по главе36 Глава 2 Анализ проблем построения САУ движением БПЛА 2.1 Математическое описание БПЛА квадрокоптерного типа как объекта управления……………………………………………………………………….....37 2.2 Беспилотные авиационные системы8 2.3 Анализ бортовых систем управления полётом БПЛА11 2.4 Анализ автоматических систем траекторного управления БПЛА13 Выводы по главе19 Глава 3 Описание программы автоматизации аэрофотосъёмки с помощью БПЛА квадрокоптерного типа 7 3.1 Описание программы8 3.2 11 4.3 Элементы цифровой САУ13 4.4 Компьютерное моделирование цифровой САУ РОГ13 Выводы19 Глава 4 Структурная схема обработки полученных изображений для создания трёхмерной модели 7 4.1 Для улучшения точности размеров были использованы опознаки8 4.2 Синтез цифрового регулятора по параметрам аналогово11 4.3 Элементы цифровой САУ13 4.4 Компьютерное моделирование цифровой САУ РОГ13 4.5 Графики регулирования гидротурбины в различных режимах13 Выводы19
Экономическая часть 7 5.1 Организация и планирование работ по теме8 5.2 Расчёт стоимости проведения работ11 5.3 Полная себестоимость проекта.13 Заключение 7 Список используемой литературы
Список сокращений и условных обозначений
Аэрофотосъемка — технологический процесс, содержание которого заключается в получении фотографического изображения местности или объекта с летательного аппарата. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, также иногда сокращается как БЛА; в просторечии иногда используется название «беспилотник» или «дрон»— летательный аппарат без экипажа на борту. Создан для воздушной съемки и наблюдения в реальном времени за наземными объектами. Плотность трёхмерной модели – количество полигонов (простейших геометрических фигур), на единицу площади трёхмерной модели. Высокая плотность детализирует модель, однако не может быть обработана на маломощных компьютерах. Низкая плотность позволяет взаимодействовать с трёхмерной моделью на маломощных компьютерах, однако ухудшается детализированность трёхмерной модели. Опорная точка – метка, похожая на мишень, в центре которой посчитаны координаты и высота специальным высокоточным GNSS оборудованием. Данные точки необходимы для уменьшения погрешностей размеров трёхмерной модели. Облако точек – множество точек, расположенных в трёхмерной системе координат, полученных в результате лазерного сканирования или фотограмметрической обработки. Полигональная модель – трёхмерная модель, сформированная из простейших геометрических фигур – полигонов.
Аннотация
Данная работа состоит из 61 страницы, 17 рисунков, 3 таблиц. В работе рассмотрен способ автоматизации аэрофотосъёмки с БПЛА, а также последующая обработка снимков для формирования трёхмерных моделей. Проанализированы литературные источники по заданной тематике. Цель работы – автоматизировать полёт БПЛА для целей трёхмерного моделирования с помощью аэрофотосъёмки, обработать полученные снимки и создать трёхмерную модель института МИРЭА.
Введение Бурное развитие беспилотных летательных аппаратов различных видов и назначений является крайне важным и актуальным направлением развития современной авиационной техники. БПЛА малых размеров гражданского назначения являются наиболее многочисленными, разнообразными и динамически развивающимся. Их сфера задач достаточно разнообразна: от наблюдения за различными объектами, до задач аэрофотосъёмки. Говоря о последней, хочется отметить, что с появлением беспилотных летательных аппаратов аэрофотосъёмка стала решать ещё более широкий круг задач, чем раньше. С появлением современных вычислительных средств получила бурное развитие такая научно-техническая дисциплина как фотограмметрия, занимающаяся определением формы, размеров, положения и прочих характеристик по изображениям. С её помощью возможно выстраивать трёхмерные модели, основываясь на многочисленных аэрофотоснимках. Уже сейчас модели, полученные таким способом, используются во многих сферах, начиная от технических задач по мониторингу строительства, городской инфраструктуры, заканчивая созданием трёхмерных ландшафтов для нужд игровой индустрии. Однако, построение корректной трёхмерной модели способом фотограмметрии невозможно без ряда факторов, которые можно учесть только при автоматизированном полёте БПЛА. В связи с этим, данная работа призвана упростить задачу аэрофотосъёмки с БПЛА и повысить качество получаемых трёхмерных моделей.
Темы выпускной работы: «Автоматизация процесса управления БПЛА в режиме аэрофотосъёмки для создания трёхмерных моделей». Цели работы и задачи исследования Достижение цели предполагает решение следующего комплекса задач: 1. Разработка функционально-технических требований к автоматической системе аэрофотосъёмки с БПЛА. 2. Выбор оборудования и программных средств для выполнения аэрофотосъёмки с БПЛА. 3. Разработка приложения для операционной системы Android для автоматизации процесса аэрофотосъёмки. 4. Разработка методики обработки полученных аэрофотоснимков для построения трехмерных моделей заданного качества.
Организация работ На разработку отводится 56 рабочих день. В Таблице 1 представлены организационные этапы работ с указанием трудоемкости и продолжительности работ для каждого исполнителя на каждом этапе. Таблица 1 - Организация работ
Технические предложения
| Руководитель | 1 |
1
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Консультант | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | Эскизный проект: |
1 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.1 | Анализ исходных данных и требований | Инженер | 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.2 | Постановка задачи | Консультант | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.3 | Разработка общего описания алгоритма функционирования | Руководитель | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Инженер | 8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | Технический проект: | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.1 | Определение формы представления входных и выходных данных
| Руководитель | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Инженер | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.2 | Разработка структуры программы и логической структуры базы данных
| Руководитель | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Консультант | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Инженер | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | Рабочий проект: | 29 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.1 | Программирование и отладка программы | Инженер | 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.2 | Испытание программы | Инженер | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.3 | Корректировка программы по результатам испытаний | Инженер | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.4 | Подготовка технической документации на программный продукт
| Консультант | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Инженер | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.5 | Сдача готового продукта и внедрение
| Руководитель | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Консультант | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Инженер | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого | 71 | 56 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
График проведения работ
Календарный график исполнения работы представлен на Рисунке 1. Из Рисунка 1 так же видно, что общий срок разработки составит 56 день.
Рис. 1 Календарный график
2. Расчет стоимости проведения работ
| себестоимость |
2 статья «Специальное оборудование» - как правило, затрат нет
3 статья «Основная заработная плата»
4 статья «Дополнительная заработная плата» 20-30% от основной заработной платы
5 статья «Страховые отчисления» - 30% от ФОТ
6 статья «Командировочные расходы» - как правило, затрат нет
7 статья «Контрагентские услуги» - как правило, затрат нет
8 статья «Накладные расходы» - 250% от основной заработной платы
9 статья «Прочие расходы» - затрат нет
В выпускной квалификационной работе объем затрат на НИР и ОКР был проведен методом калькулирования.
Таблица 2 – Расходы на материалы, покупные изделия и полуфабрикаты
| № пп | Наименование материалов | Единицы измерения | Количество | Цена за единицу (руб) | Стоимость (руб) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Флешка 2 Гб | шт | 1 | 550 | 550 |
| 2 | Бумага А 4 | пачка | 1 | 175 | 175 |
| 3 | Картридж для принтера | шт | 1 | 2350 | 2350 |
| 4 | Ручка | шт | 3 | 15 | 45 |
| 5 | Карандаш | шт | 2 | 7 | 14 |
Итого материалов
Итого
Специальное оборудование
1) Одночастотный GNSS приёмник Reach RS+ (76 000 рублей)
2) Квадрокоптер Phantom 4 Advanced RTK/PPK (485 000 рублей)
Оборудование было взято в аренду бесплатно.
Основная заработная плата
В Таблице 3 приведен расчет основной заработной платы.
Таблица 3 - Расчет основной заработанной платы
| № пп | Наименование этапа | Исполнитель (должность) | Мес. оклад (руб) | Трудоемкость (чел/дни) | Оплата за день (руб) | Оплата за этап (руб) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | ТЗ | Руководитель | 45 000 | 2 | 2045 | 4090 |
| 2 | ТП | Руководитель | 45 000 | 1 | 2045 | 2045 |
| Консультант | 20 000 | 1 | 909 | 909 | ||
| 3 | Эскизный проект | Руководитель | 45 000 | 2 | 2045 | 4090 |
| Консультант | 20 000 | 2 | 909 | 1818 | ||
| Инженер | 10 000 | 14 | 455 | 6370 | ||
| 4 | Технический проект
| Руководитель | 45 000 | 4 | 2045 | 8180 |
| Консультант | 20 000 | 2 | 909 | 1818 | ||
| Инженер | 10 000 | 8 | 455 | 3640 | ||
| 5 | Рабочий проект | Руководитель | 45 000 | 2 | 2045 | 4090 |
| Консультант | 20 000 | 4 | 909 | 3636 | ||
| Инженер | 10 000 | 29 | 455 | 13195 | ||
Итого
Страховые отчисления
Отчисления на социальные нужды составляют 30% (22% - взносы в Пенсионный фонд, 5,1% - фонд обязательного медицинского страхования, 2,9% - взносы в фонд социального страхования) от фонда оплаты труда (ФОТ), который состоит из основной и дополнительной заработной платы.
ФОТ = ОЗП + ДЗП = 53 881 + 10 776 = 64 657 руб.
СВ = ФОТ х 30% = 64 657 х 0,3 = 19 397 руб.
Командировочные расходы
По данному разделу расходы отсутствуют.
Контрагентские услуги
По данному разделу расходы отсутствуют.
Накладные расходы
Например, НР = ОЗП х 250% = 53 881 * 2,5 = 134 703 руб.
Прочие расходы
При разработке, отладке и тестировании программного продукта использовался один компьютер, за которым был проведен 56 рабочий день по 6 часов. Исходя из расчета оплаты 30 рублей за 1 час машинного времени, сумма составит:
ПР = 1 х 56 х 6 х 30 = 10 080 руб.
В Таблице 4 представлен расчет полной себестоимости проекта.
Таблица 4 - Полная себестоимость проекта
| № пп | Номенклатура статей расходов | Затраты (руб) |
| 1 | Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (за вычетом отходов) | 4 125 |
| 2 | Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ | - |
| 3 | Основная заработная плата научного и производственного персонала | 53 881 |
| 4 | Дополнительная заработная плата научного и производственного персонала | 10 776 |
| 5 | Страховые взносы в социальные фонды | 19 397 |
| 6 | Расходы на научные и производственные командировки | - |
| 7 | Оплата работ, выполненных сторонними организациями и предприятиями | - |
| 8 | Прочие прямые расходы | 10 080 |
| 9 | Накладные расходы | 134 703 |
| Итого | 232 962 |
Если предполагается, что «продукт» в дальнейшем будет реализован, то необходимо рассчитать договорную цену.
Цена договорная = себестоимость + прибыль + НДС
Норма прибыли составляет 20-30% от стоимости разработки.
Например, прибыль будет равна: П = 232 962 х 30% = 69 888 руб.
Если разработка ведется для коммерческой организации, то данный вид работы облагается налогом на добавочную стоимость (НДС) в размере 20%:
НДС = (С+П) х 0,2 = (232 962 + 70 159) х 0,2 = 60 624руб.
Таким образом, договорная цена будет представлять собой:
ДЦ = С + П + НДС = 232 962 + 70 159 + 60 624 = 363 745 руб.
Список литературы:
1. Гавриленко Т.Ю., Григоренко О.В., Ткаченко Е.К. Корпоративная экономика и финансы. М.: РУСАЙНС, 2016-125с.
2. Григоренко О.В., Садовничая И.О., Мыльникова А. Экономика предприятия и управление организацией М.: РУСАЙНС, 2017-235с.
РТУ МИРЭА
Институт кибернетики (ИК)
Кафедра автоматических систем (АС)
| РАБОТА ДОПУЩЕНА К ЗАЩИТЕ | |
| Заведующий кафедрой _____________________ Подпись А.З.Асанов | |
| «____» ______________20___ г. |
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
по направлению подготовки бакалавров
27.03.04 «Управление в технических системах»
На тему: Автоматизация процесса управления БПЛА в режиме аэрофотосъёмки для создания трёхмерных моделей
| Обучающийся: | _______________ подпись | Клеймёнов Антон Дмитриевич Ф.И.О. | |
| Шифр | 15К0409 | ||
| Группа | КУБО-01-15 | ||
| Руководитель работы | ______________ подпись | д.т.н., с.н.с., профессор ученая степень, ученое звание, должность | Филимонов А.Б. Ф.И.О. |
| Консультант (при наличии) | _______________ подпись | ________________________ ученая степень, ученое звание, должность | __________________ Ф.И.О. |
| Консультант по экономической части | ______________ подпись | ассистент ученая степень, ученое звание, должность | Жемерикин О.И. Ф.И.О. |
Москва 2019 г.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
Институт кибернетики (ИК)
Кафедра автоматических систем (АС)
| РАБОТА ДОПУЩЕНА К ЗАЩИТЕ | |
| Заведующий кафедрой _____________________ Подпись А.З.Асанов | |
| «____» ______________20___ г. |
|
| Поделиться: |
