Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами

Авторы патента:

Цариченко Сергей Георгиевич (RU)

Павлов Евгений Владимирович (RU)

Симанов Станислав Евгеньевич (RU)

Савин Михаил Валерьевич (RU)

Литвин Павел Максимович (RU)

H04B7/24 - для связи между двумя или более станциями (для выделения H04Q 7/00)

Владельцы патента RU 2615714:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) (RU)

Изобретение относится к области технологии применения противопожарной техники, а именно к управлению мобильными робототехническими средствами пожаротушения. Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами обеспечивает управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи. Осуществляют управление робототехническими средствами с любого рабочего места оператора или с двух рабочих мест одновременно, где соответственно один оператор управляет базовым мобильным шасси робототехнического средства, а другой оператор - технологическим оборудованием этого робототехнического средства. При этом в зонах отсутствия радиовидимости в качестве внешних ретрансляторов радиоканала используют сами робототехнические средства, входящие в состав группировки. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного функционирования группировки робототехнических средств пожаротушения. 1 ил.

Робототехнические средства используются во многих областях науки, техники и промышленности, в первую очередь там, где жизнедеятельность человека либо затруднена, либо вообще невозможна, например в зонах радиоактивного или химического загрязнения.

Один робот не в состоянии за короткий промежуток времени эффективно решать крупномасштабные задачи из-за ограниченных возможностей. Групповое применение роботов позволяет значительно увеличить радиус действия при выполнении аварийно-спасательных операций и расширить набор выполняемых функций, сократив время, отводимое на проведение аварийно-спасательных работ.

Известен способ управления, реализованный наземно-спутниковым радиоканалом связи робототехнического комплекса, описанный в патенте RU 133375 U1 от 14.05.2013, кл. Н04В 7/24.

Этот способ управления обеспечивает дистанционное управление робототехническими комплексами (РТК) с получением телеметрической и мультимедийной информации из района выполнения задачи и может быть использован для передачи сигналов как через основной наземный, так и резервный спутниковый радиоканал связи при отсутствии радиовидимости.

Недостатками этого способа являются, во-первых, «смешанный» канал управления, предназначенный для управления лишь одним роботом; во-вторых, в зоне с препятствиями и наличием «радиотени» в качестве резервного используется только спутниковый канал связи.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому способу является наземный пункт управления на базе шасси специального транспортного средства, описанный в патенте RU 2486078 С1 от 03.04.2012, кл. В60Р 9/00, В60Р 3/00, принятый за прототип заявляемого способа.

Недостатком является то, что управление осуществляют только лишь беспилотными летательными аппаратами, оно не предназначено для управления наземными РТС и РТК.

Заявляемый способ группового управления наземными и воздушными РТС в месте пожара и выполнения спасательных работ устраняет указанные недостатки, так как при управлении группировкой робототехнических средств в условиях сложного рельефа местности, особенно в условиях сложной инфраструктуры селитебной и промышленной зон, могут быть использованы радиоканал, спутниковый канал связи и сами РТС в качестве ретрансляторов радиоканала.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является непрерывное функционирование группировки РТС в зоне отсутствия радиовидимости с использованием спутникового канала связи и внешних ретрансляторов.

Для этого в способе группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами, обеспечивающем управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи, за счет адаптации команд управления под оборудование робототехнических средств осуществляют управление робототехническими средствами с любого рабочего места оператора или с двух рабочих мест одновременно, где соответственно один оператор управляет базовым мобильным шасси робототехнического средства, а другой оператор - технологическим оборудованием этого робототехнического средства, а также в зонах отсутствия радиовидимости в качестве внешних ретрансляторов радиоканала используют сами робототехнические средства, входящие в состав группировки.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности применения мобильной группировки наземных и воздушных РТС.

На чертеже представлена схема группового способа управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами (до четырех РТС), содержащая постовой комплект оборудования, включающий блоки пультов операторов робототехнического средства 1, аппаратно-программный блок обработки и распределения информации 2, оборудование спутникового канала связи 3, оборудование радиоканала связи 4, а также орбитальный ретранслятор спутникового канала связи 5, воздушный ретранслятор радиоканала связи 6 и бортовой комплект оборудования, включающий оборудование спутникового канала связи 7, оборудование радиоканала связи 8, аппаратно-программный блок обработки и распределения информации 9 и систему технического зрения и исполнительных механизмов 10.

Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами функционирует следующим образом.

В режиме управления любым РТС из состава РТК информация (сигналы управления для РТС) передается при помощи органов управления с блоков пультов операторов РТС 1, где выдаются серии команд управления на аппаратно-программный блок обработки и распределения информации 2, осуществляющий ее кодирование и распределение. Кодированные сигналы управления передаются в пространство и принимаются бортовым блоком РТС. При работе РТС в условиях непрямой видимости (при резком ухудшении условий передачи и приема информации) кодированные сигналы ретранслируются воздушным ретранслятором радиоканала связи 6 или орбитальным ретранслятором спутникового канала связи 5. Принятые кодированные сигналы через оборудование спутникового канала связи 7 и/или радиоканала связи 8 поступают на аппаратно-программный блок обработки и распределения информации 9, входящие в состав бортового комплекта оборудования. РТС, получая информацию (декодированные сигналы управления в соответствии с индивидуальным кодом), совершают манипуляции по заданию оператора. В управление РТС приводится через систему технического зрения и исполнительных механизмов 10. Через эту же систему оператор получает информацию об окружающей среде в зоне нахождения РТС.

Таким образом, в зоне отсутствия радиовидимости автоматически осуществляется переключение потоков информации на резервный воздушный или спутниковый каналы связи, а также может использоваться само РТС в качестве ретранслятора.

При выходе РТС из зоны отсутствия радиовидимости, работающая в режиме дежурного приема аппаратура постового комплекта оборудования комплекса, фиксирует появление зондирующего сигнала с бортового комплекта оборудования по радиоканалу. Аппаратно-программный блок обработки и распределения информации 2 автоматически переключает передачу потока информации со спутникового канала связи на радиоканал.

Заявляемый способ группового управления РТС позволяет выполнять одновременное сопровождение до четырех РТС (наземных, воздушных) в особо опасных условиях. Обеспечивается оперативная радиосвязь между всеми РТС мобильного комплекса группового управления робототехническими средствами, РТК, беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) и ликвидаторами чрезвычайной ситуации (ЧС) с отображением их местонахождения на электронной карте местности. Выполняется ретрансляция сигналов с использованием спутникового оборудования через внешние ретрансляторы, в качестве которых могут выступать РТС (БПЛА), входящие в состав группировки. Способ может функционировать в составе единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС.

Для этого разработана иерархическая централизованно-децентрализованная система группового управления, состоящая из операторов, мобильного комплекса группового управления робототехническими средствами, РТК (БПЛА), которая обеспечивает распределение между ними в соответствие со специализацией стоящих задач, а также информационного объема. Специализированная конфигурация оборудования системы группового управления позволяет наращивать базу данных при подключении вновь создаваемых роботов.

Таким образом, использование предлагаемого организационно-технического решения повышает эффективность пожаротушения и расширяет функциональные возможности мобильной группировки наземных (воздушных) робототехнических средств.

Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами, обеспечивающий управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи, отличающийся тем, что за счет адаптации команд управления под оборудование робототехнических средств осуществляют управление робототехническими средствами с любого рабочего места оператора или с двух рабочих мест одновременно, где соответственно один оператор управляет базовым мобильным шасси робототехнического средства, а другой оператор - технологическим оборудованием этого робототехнического средства, а также в зонах отсутствия радиовидимости в качестве внешних ретрансляторов радиоканала используют сами робототехнические средства, входящие в состав группировки.

Изобретение относится к мобильной связи. Раскрыт способ выполнения связи от устройства к устройству (D2D) пользовательским оборудованием в системе беспроводной связи.

Способ передачи/приема информации, связанной с идентификатором ассоциации, в системе беспроводной связи и соответствующее устройство // 2606511

Изобретение относится к системе беспроводной связи и относится к способу передачи/приема информации, связанной с идентификацией ассоциации (AID), причем способ передачи/приема содержит: этап, на котором вторая STA, имеющая линию прямой связи с первой STA, принимает от первой STA кадр объявления, связанный с обновленным AID; и этап, на котором вторая STA передает кадр ACK в ответ на кадр объявления, причем кадр объявления содержит одну или более пар AID-MAC-адрес, и вторая STA обновляет AID станции (STA), соответствующей одной или более парам AID-MAC-адрес.

Способы и устройства для определения назначений станций в окнах ограниченного доступа в беспроводных сетях // 2602816

Изобретение относится к области беспроводной связи, более конкретно, варианты осуществления относятся к области протоколов связи между беспроводными передатчиками и приемниками.

Установка заданной модуляции передачи одноранговыми узлами // 2601432

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности за счет использования технологий, относящихся к поддержанию беспроводных соединений между станциями (STA).

Способ многоступенчатой системы ретрансляции между подвижными объектами // 2593208

Изобретение относится к системам радиосвязи, которые используют ретрансляторы с многостанционным доступом, и направлено на создание многоступенчатых систем ретрансляции на базе полносвязных кластеров с восстановлением информации в каждом кластере.

Прямое соединение с управлением по побочному каналу // 2587158

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводном компьютере, который образует пару с удаленным устройством представления аудио-видео, таким как телевизор.

Комплекс беспроводной связи // 2586328

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в комплексе беспроводной связи для управления работами на полетной палубе и в ангаре для обеспечения личного и командного состава оперативной связью как с мобильных устройств, так и с коммутаторов аппаратуры громкоговорящей связи.

Способ и устройство для исполнения приложения // 2585168

Изобретение относится к области установления связи между устройствами, а именно к исполнению приложения на устройстве на основании соединения между устройствами.

Подвижная аппаратная управления и связи // 2578805

Изобретение относится к технике телекоммуникационных систем и систем связи и может быть использовано для организации оперативного управления и связи в службах скорой помощи, министерства по чрезвычайным ситуациям, других министерств и ведомств.

Способ беспроводной связи в локальной области и терминал, поддерживающий его // 2572615

Изобретение относится к беспроводной связи в локальной области. Раскрыты способ и терминал для беспроводной связи в локальной области, разрешающие соседним терминалам образовывать пары посредством генерирования идентификатора, содержащего информацию идентификации приложения и информацию случайно выбранного канала; вещание этого идентификатора на внешние терминалы; выполнение процедуры образования пары с внешним терминалом, ответившим на идентификатор вещания; и передачу данных, связанных с приложением, посредством упомянутого спаренного внешнего терминала.

Модем сигналов передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи // 2623718

Предлагаемый модем относится к технике связи и может быть использован в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), в службе единого времени и частоты, а также для обмена информацией между наземными пунктами, разнесенными на большие расстояния, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора. Модем содержит геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый А и второй В наземные пункты, каждый из которых содержит эталон 1 времени и частоты, гетеродины 2 и 3 приемопередающую антенну 4, дуплексер 5, усилители 6 и 16 мощности, смесители 7 и 14, усилитель 8 первой промежуточной частоты, клиперы 9 и 17, блоки 10 и 18 памяти, корреляторы 11 и 24, генератор 12 псевдошумового сигнала, переключатель 13, усилитель 15 второй промежуточной частоты, селектор 19 частоты, узкополосный фильтр 20, амплитудный детектор 21, пороговый блок 22, ключ 23, блок 25 регулируемой задержки, перемножитель 26, фильтр 27 нижних частот, экстремальный регулятор 28 и индикатор 29 дальности. Геостационарный ИСЗ-ретранслятор 30 содержит приемопередающую антенну 31, дуплексер 32, усилители 33 и 40 мощности, гетеродин 34, смеситель 35, усилитель 36 третьей промежуточной частоты, усилитель 37 суммарной частоты, амплитудный детектор 38 и ключ 39. Техническим результатом при реализации заявленного изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи времени по дуплексному каналу спутниковой связи путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, и автоматического измерения наклонной дальности до геостационарного ИСЗ-ретранслятора с целью контроля его положения на орбите. 5 ил.

Способ беспроводной связи для зонда ультразвуковой диагностики и устройство для осуществления способа // 2626893

Группа изобретений относится к медицине. Зондовое устройство для ультразвуковой диагностической визуализации содержит: блок выполнения соединения, который выполняет процедуру соединения зондового устройства с устройством ультразвуковой визуализации посредством Персональной системы основных служб (PBSS), которая соответствует стандарту WiGig Альянса гигабитной беспроводной связи (WGA); блок формирования кадров, который формирует кадр данных с форматом, подходящим для PBSS, используя эхо-сигнал, принятый посредством преобразователя; блок беспроводной связи, который передает кадр данных на устройство ультразвуковой визуализации, используя сигнальный канал в частотном диапазоне 60 ГГц посредством PBSS. При этом процедура соединения зондового устройства с устройством ультразвуковой визуализации выполняется посредством приема первой информации о соединении посредством PBSS, которая отображает то, что выполнение соединения устройством ультразвуковой визуализации запрошено пользователем, и передачи второй информации о соединении посредством PBSS, которая отображает то, что выполнение соединения зондовым устройством запрошено пользователем. Способ связи содержит этапы, на которых: выполняют процедуру соединения зондового устройства с устройством ультразвуковой визуализации; формируют кадр данных; и передают кадр данных на устройство ультразвуковой визуализации. Машиночитаемый носитель записи, на котором реализована компьютерная программа для выполнения способа. Ультразвуковая диагностическая система содержит: зондовое устройство и устройство ультразвуковой визуализации, формирующее ультразвуковое изображение. Применение данной группы изобретений позволит расширить арсенал технических средств. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ определения местоположения земной станции спутниковой связи // 2640395

Изобретение относится к области спутникового радиоконтроля и может быть использовано при поиске и локализации позиций земных станций (ЗС) спутниковой связи - источников помех стволам с прямой ретрансляцией спутников-ретрансляторов (СР) на геостационарной орбите. Достигаемый технический результат - упрощение реализации способа и устранение ограничения функциональности на территории с низкой плотностью размещения ЗС. Указанный результат достигается за счет того, что одновременно регистрируют последовательности дискретных отсчетов уровней ретранслируемого сигнала искомой ЗС, принимаемого стационарной станцией спутникового радиоконтроля и сигнала радиомаяка СР, через который ретранслируется сигнал искомой ЗС, принимаемого мобильной станцией спутникового радиоконтроля. В результате обработки принятых последовательностей программными средствами получают группы детализирующих вейвлет-коэффициентов, которые сохраняют или изменяют свои значения вследствие динамики уровней сигналов искомой ЗС и сигнала радиомаяка CP, обусловленной прохождением их трасс через области объемно распределенных гидрометеоров. В качестве признака сходства динамики принятых последовательностей рассматривают увеличение, снижение или сохранение неизменными значений вейвлет-коэффициентов с одинаковыми индексами. Для оценки сходства динамики принятых последовательностей по результатам сравнения соседних вейвлет-коэффициенты в группах коэффициентов формируют одномерные массивы Aq и Bq, где q – 1, 2 …Q – нумерация позиций. В случае совпадения элементов массивов Aq и Bq с одинаковыми индексами вырабатывают признак 1, в случае несовпадения - признак 0. Сходство динамики принятых последовательностей оценивают по удельному весу количества совпадений, полученных на основе суммирования результатов сравнений элементов массивов Aq и Bq с одинаковыми индексами. 3 ил.

Устройство передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты // 2641460

Изобретение относится к системам радиотелеметрии, в частности к устройствам передачи телеметрической информации в космической отрасли. Технический результат заключается в повышении количества передаваемой видеоинформации в полосе частот используемого радиоканала. Технический результат достигается за счет устройства передачи телеметрической и видеоинформации с частотно-временным уплотнением радиоканала и аналого-цифровым методом частотной (фазовой) модуляции несущей частоты, содержащего генератор тактовых частот, первый коммутатор, первый сумматор, блок фазовой автоподстройки частоты, усилитель мощности, видеокамеру, формирователь видеомаркера, второй коммутатор и дискретизатор видеоинформации, в которое введены мультиплексор и первый, и второй блоки уплотнения строк, состоящие каждый из ключа, первой линии задержки, схемы попарного сравнения, формирователя среднеарифметических значений, регистра, цифроаналогового преобразователя, второго сумматора и второй линии задержки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения координат источника радиоизлучения // 2646595

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат (ПК) объекта - источника радиоизлучения (ИР), находящегося на стационарном или подвижном объекте. Достигаемый технический результат - обеспечение однозначного определения ПК ИР без привлечения дополнительной информации. Указанный результат достигается за счет того, что на объекте синхронизированно формируют и передают радиосигнал в виде двух гармонических колебаний с заданными частотами ƒi и ƒj. При приеме и обработке радиосигналов обеспечивают выполнение заданных в способе условий. На каждой n-той станции синхронизированно принимают передаваемый с объекта радиосигнал. Принятые сигналы передают по соответствующим линиям связи (электрическим, оптическим и др.) в единый центр. В нем осуществляют прием каждого из принятых по линиям связи аналоговых радиосигналов и его преобразование в соответствующий ему цифровой сигнал, содержащий две цифровые составляющие. Для них формируют квадратурные им цифровые компоненты (КЦК). По полученным таким образом цифровым сигналам (ЦС) для различных двух n-тых ЦС формируют КЦК, соответствующие разностям фаз колебаний с одинаковыми частотами ƒi и соответствующие разностям фаз колебаний с одинаковыми частотами ƒj. По сформированным таким образом КЦК и при выполнении заданных в способе условий однозначно определяют относительные дальности до объекта от фазовых центров антенн станций. И по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты фазового центра антенны объекта.