Témák

Modellek minőségbiztosításának (Model Governance) támogatása a digital enigneering folyamatokban

Az utóbbi években drasztikusan megnőtt a különféle IoT és a kiber-fizikai rendszerek (repülőgép ipar, gépjármű ipar, űripar stb.) komplexitása, amelynek eredményeképp egyre több területen jelent meg igényként a szisztematikus, épülő rendszertervezés. Ennek a problémának az egyik megoldása lehet a NASA JPL, a Ford, vagy éppen az Airbus által is bevezetett „digital engineering”, ahol a tervezés kezdeti fázisaitól kezdve modelleken keresztül történik a rendszer komponenseinek és köztük lévő kapcsolatainak a megfogalmazása (pl.: követelménymodellezés: Jama Software, Siemens Polarion; rendszermodellezés: Catia NoMagic Cameo Systems Modeler, Enterprise Architect; szimuláció: Modelica, Matlab Simulink stb.). A tervezés különböző fázisai során használt modelleknek érvényesnek és konzisztensnek kell lennie, illetve az érvényességnek és konzisztenciának a fázisok között is folyamatosan teljesülnie kell.

Ennek a digitális átalakulásnak a motorja az IncQuery Group, és ezen belül is a saját, innovatív termékcsaládunk, az IncQuery Suite (https://incquery.io), amely a mérnöki tervezőeszközök piacán egyedülálló Model Governance funkcióval rendelkezik. A model governance (modellek minőségbiztosítása) célja olyan ellenőrzések végrehajtása és kiértékelése a tervezés különböző fázisai során használt modellek esetében, amelyeknek az egész tervezési folyamat során teljesülnie kell, így segítve a termékevolúció során felmerülő hibalehetőségek minél korábbi felismerését az egyre komplexebbé váló digital engineering folyamatokban.

A téma keretében a hallgató feladata az IncQuery Suite termék család továbbfejlesztése

  • riportok és validációs eredmények felhasználóbarát megjelenítése mérnökök számára (front-end irányú feladatok)
  • szerver-oldali végrehajtás fejlesztése (back-end irányú feladatok)
  • validációs szabályrendszerek kialakítása különböző modellezési nyelvek felett (rendszermérnöki irányú feladatok

A hallgató tehát tapasztalatot szerezhet mind frontend, mind back-end fejlesztési feladatokban (full-stack), illetve rendszermérnöki feladatokban is, ahol aktívan részt vehet a kiválasztott területhez kapcsolódó csapat munkájában.

Bővebb információ:

 

Kísérleti repülőgép robotpilóta rendszerétől érkező 4G telemetria adatok feldolgozása.

 
A hallgató feladata a FLiPASED H2020 projekt keretében egy már kész Raspberry PI/beágyazott Linux alapú robotpilóta rendszerhez nagy sávszélességű 4G mobilhálózaton kommunikáló másodlagos telemetria modul által szolgáltatott adatok feldolgozása. Az adatok a földi irányítóközpontra egy kísérleti repülőgépről érkeznek, amin az úgynevezett aerolasztikus flutter jelenséget figyeljük meg. Az 4G linken továbbítandó adatok a szárny rugalmas viselkedését fogják a földi személyzetnek eljuttatni. (További információ: https://www.sztaki.hu/innovacio/hirek/rugalmas-repulogepszarnyak-aktivvezerleset-kutatja-az-eu-sztaki-vezetesevel illetve https://24.hu/tech/2019/11/22/repuloszarny-sztaki-magyar-kutato-flexop/ )
 
A pilóta nélküli repülőgép és a földi irányítóközpont között a biztonságos repülés követelményeit figyelembe véve egy 433 MHz-es elsődleges telemetria modul szolgáltatja a főbb repülési paramétereket, azonban a repülőgép szárnyában elhelyezett 12 db inerciális szenzor adatai nem küldhetőek át a megkövetelt minimálisan 50 Hz sávszélességgel. Így a repülési tesztek egymást követő fázisai között nem szigorúan valós időben kell ezeket az adatokat a földi mérnök csapatnak analizálnia. A projekt fő célja a földi irányítóközpontba érkező nyers adatok feldolgozhatóvá tétele, esetlegesen a kommunikáció fejlesztése.
 
A kitűzött feladat az alábbi részfeladatokra bontható:
  • Robotpilóta és földi irányítóközpont hardveres és szoftveres környezetének megismerése
  • 4G/LTE modul üzenetstruktúrájának megismerése/fejlesztése
  • Az érkező adatok feldolgozására szolgáló szoftver írása (lehetőleg python/matlab/C
  • nyelven)
  • Tesztelés teszthardverek segítségével
  • Eredmények dokumentálása

Bővebb információ:

  • Vanek Bálint: vanek@sztaki.hu
  • Nagy Mihály: nagymihaly@sztaki.hu
  • Tóth Szabolcs: tszeresz@sztaki.hu

 

Kísérleti repülőgép HIL tesztkörnyezetében sugárhajtómű interface-ének megvalósítása Matlab Simulinkben

 
A FLiPASED projekt keretében végzett feladathoz a SZTAKI-ban kialakítottunk egy HIL tesztkörnyezetet, mellyel egy kísérleti repülőgép fedélzeti számítógépének tesztelése zajlik. A HIL tesztkörnyezettel a fedélzeti számítógép új feature-jei úgy tesztelhetők, hogy nem kockáztatjuk a kísérleti repülőgépünk épségét.
 
Jelenleg ez a tesztkörnyezet arra képes, hogy a repülőgép mozgását a fedélzeti számítógép számára imitálja. A hallgató feladata, hogy a jelenlegi tesztkörnyezet funkcionalitását kiegészítse, abba implementálja a sugárhajtómű vezérlőelektronikájának viselkedését. Így a tesztek során elérhetővé válik az is, hogy figyelembe vegyük a repülőgép sugárhajtóművének tulajdonságai. Ezzel a tesztkörnyezetünk pontosabban tudja leképezni a repülőgép tényleges dinamikáját.
 
A kitűzött feladat az alábbi részfeladatokra bontható:
  • Fedélzeti számítógép és HIL szimulátor hardveres és szoftveres környezetének megismerése
  • A sugárhajtómű ECU (vezérlő elektronika) kommunikációs protokolljának megismerése
  • A HIL tesztkörnyezetben az ECU modelljének elkészítése
  • Tesztelés teszthardverek segítségével
  • A mérések összehasonlítása valós repülési adatokkal
  • Eredmények dokumentálása

Bővebb információ:

  • Vanek Bálint: vanek@sztaki.hu
  • Balogh Dániel: baloghd@sztaki.hu
  • Gyulai László: gyulas@sztaki.hu
 

Dual band GPS integrációja IMU-val beágyazott környezetben (Raspberry Pi, ill. STM32 használatával), szenzorfúziós alkalmazáshoz

Napjainkban egyre több gyakorlati alkalmazás során elengedhetetlen a lehető legpontosabb helymeghatározó rendszerek használata. A nagy pontosságú technológiák sokszor csak nagyon drága eszközök birtokában használhatók. A projektben olcsóbb eszközökkel (MEMS IMU-val, ublox GPS modullal) szeretnénk megvalósítani azt a pontosságot, amire a piacon elérhető megoldások csak sokkal borsosabb áron képesek. Ezért úgynevezett szoros csatolású szenzorfúziót szeretnénk megvalósítani, amelyből kapott állapotbecslést összehasonlíthatuk a benchmarkként használt megoldással. Ehhez szükséges egy alacsony szintű, kommunikációs, adatgyűjtő program fejlesztése.
 
A feladat elvégzében előnyt jelent beágyazott rendszerek ismerete, a programot C, C++, Python vagy Bash nyelven célszerű megírni.
 
A munkája során a hallgató feladatai:
  • Megfelelő architektúra kiválasztása (Raspberry Pi, STM32, Arduino panelek rendelkezésre állnak)
  • A különböző képességű GPS vevők összehasonlítása
  • Hardver eszközök integrációja, élesztése
  • Tesztprogram készítése, amely képes mérési adatok rögzítésére, ill. feldolgozására
  • A fejlesztés során a verziókövető rendszer megismerése és aktív használata
  • Dokumentáció készítése
 

Bővebb információ:

  • Vanek Bálint: vanek@sztaki.hu
  • Gyulai László: gyulas@sztaki.hu

 

Fázismérés alapú többantennás GNSS orientáció becslő rendszer továbbfejlesztése szoftver rádió alkalmazásával

A jelenleg kapható alacsony árkategóriájú GNSS vevők nyers adat rögzítés során nem az atomóra pontosságú GPST-hez szinkronizált időpontokban vesznek mintát, hanem a belső órájuk alapján. Ez a belső óra néhány ezredmásodperc távolságban lehet az elméleti mintavételi időponthoz képest ami többantennás relatív fázismérésen alapuló orientáció meghatározás esetén hibákhoz vezet.

A hallgató feladatai a következőek:

  • A GNSS SDR szoftverkörnyezet megismerése és a forráskód fordítása
  • GNSS rendszerek jeleinek és PVT megoldás algoritmusainak megértése
  • A GNSS SDR szoftver implementálása szoftver rádiós környezetben (Ettus USRP)
  • Kísérletek végrehajtása „clock steering” megvalósítása mellett
  • Idő és frekvenciakorrekciós szabályozási módszer megvalósítása és az eredeti PID korrekciós hurok lecserélése LQ alapú szabályozásra
  • A javított órahibával rendelkező rendszerrel többantennás kísérletek végzése és az eredmények összevetése kereskedelmi forgalomban kapható vevők teljesítményével

Konzulens: Dr. Vanek Bálint és Farkas Márton, SZTAKI

 

Kamera méréseken alapuló inerciális és GPS szenzor rekonfigurációs sémák tervezése és megfigyelhetőség vizsgálata

A drónok fedélzetén megjelenő egyre jobb minőségű kamera rendszerek egyre inkább lehetővé teszik a képkészítésen túl a navigációban való használatot is. Mivel a jövő egyre inkább a redundáns fedélzeti rendszereké, ezért a kamera szenzor is felhasználható vésztartaléknak az inerciális és GPS rendszerek mellé navigációs adatokat biztosítva. Kérdés, hogy milyen mozgásjellemzők határozhatók meg a kamera képekből és így milyen szenzorok meghibásodása esetén alkalmazható a kamera redundáns forrásként. Ennek vizsgálata és különféle rekonfigurációs sémák létrehozása a kiírt téma célja, mely az Autonóm Rendszerek Nemzeti Laboratórium (https://autonom.nemzetilabor.hu/hu) egyik kutatási iránya.
 

További információ: bauer@sztaki.hu

 

Pozíció, orientáció és pixelizációs hibák hatásának részletes viszgálata kamera alapú háromszögelési algoritmusban

Rajban haladó repülőgépek esetén fedélzeti mono kameráikkal lehetséges változó alapvonalú sztereo látás, azaz háromszögelés megvalósítása a szemből érkező légieszköz pozíciójának meghatározása céljából. A kapott eredmény azonban nagyban függ a saját repülőgépek pozíció és orientáció mérési pontosságától és a pixelizációs hibáktól. A szakirodalomban leginkább ellipszoid pozíció hiba modelleket találtunk, ugyanakkor egyszerű számítások azt mutatják, hogy valójában egy sokszög hibatartomány keletkezik. Ennek a kérdésnek az elmélyült vizsgálata a kiírt téma célja.

 

További információ: bauer@sztaki.hu

 

Rádiójel alapú navigáció irodalmának áttekintése, egyszerű rádiójel adás-vételi (hiba)modellek elkészítése Matlab Simulinkben

GPS jelek híján a repülőgépek abszolút navigációja nehézségekbe ütközik. Egy megoldás lehet inerciális és kamera mérések fúziója, de geo referált képek híján ez se tud megfelelő pontosságot biztosítani. Erre adhat megoldást ismert pozíciójú rádió és TV adók jeleinek figyelembe vétele, az úgynevezett Signals of Opportunity (SOP) navigáció használata. A kiírt téma ilyen irányú kutatások előkészítését célozza az Embraer repülőipari céggel (https://embraer.com/global/en) együttműködésben, tanulmányozva a rádiójel modelleket és beintegrálva őket IMU és kamera modellt már tartalmazó Matlab repülőgép szimulációba.
 

További információ: bauer@sztaki.hu

Kapcsolódó oldalak
  • Általános információk
  • Tudnivalók
  • Gyakori kérdések és válaszok
  • Kari tájékoztató a szakmai gyakorlatokról
  • Letölthető fájlok
  • Tantárgyak
  • Tanszéki lista
  • Témák
    • Pataki Dóra
    Pataki Dóra

    előadó

    Pataki Dóra
    Pataki Dóra

    előadó