O PROJEKTU

Okvir za kontrolu i nadzor bespilotnih letjelica (ORKAN)

O PROJEKTU

Bespilotne letjelice u zadnje su vrijeme postale cjenovno pristupačne i lako dostupne za širu populaciju. Izravna posljedica toga je sve veća upotreba dronova (UAV) u različitim područjima i u različite svrhe. Dronovi su prepoznati od strane vojske, te se aktivno koriste za npr. aktivnosti sigurnosnog nadzora granica. Civilna i poslovna upotreba dronova je još raznolikija.

Jedan od najčešćih načina korištenja je rekreativna ili profesionalna fotografija i video produkcija. Potencijal dronova u svijetu zabave iznjedrio je čak i natjecanja i turnire za utrke dronovima. Uskoro bi se i dostavljanje pošiljaka moglo obavljati dronovima. U poljoprivredi se dronovi već sada koriste za praćenje usjeva, pa čak i za primjenu raznih sredstava poput npr. gnojiva i pesticida. Inspekcija željezničkih i cestovnih mreža, električnih vodova i drugih infrastrukturnih resursa također se već provodi dronovima. Uz to, postoje i mnoge druge primjene dronova koje povećavaju kvalitetu i sigurnost naših života.

Međutim, tehnologija se može zloupotrijebiti te se dronovi mogu koristiti za povredu privatnosti u obliku snimanja fotografija ili video zapisa odozgo i iznad prepreka (ograda). Drugi primjer zlouporabe je neovlašteni ulazak u zračni prostor rezerviran za komercijalne zrakoplove. Jedan dron može u potpunosti zaustaviti rad čitavih zračnih luka, kao što je bio slučaj u 2019. godine kada je londonska zračna luka Heathrow morala biti zatvorena zbog neovlaštenog leta drona pored piste. Nekoliko dana kasnije isto se ponovilo u zračnoj luci Gatwick. Također, znanstveno i iskustveno je dokazano kako jedan dron može uzrokovati značajnu štetu na zrakoplovu koji putuje velikom brzinom.

Mnogi znanstvenici rade na metodama koje mogu oboriti drona pomoću različitih tehnologija kao što su: mreže, EMP val, RF ometanje ili obučeni sokolovi. To predstavlja privremeno rješenje jer zlonamjerni pojedinac može nabaviti novi dron i ponovno kršiti pravila i ugrožavati sigurnost i privatnost. Alternativni pristup je precizna lokalizacija objekata u prostoru, a što je aktivno istraživačko područje koje obuhvaća različite tehnologije. U području radio lokalizacije postoje metode poput trilateracije koje koriste snagu signala ili vrijeme dolaska signala. Primjenjivost ovih metoda u lokalizaciji će se istražiti u okviru ovog projekta. Sustav za brzu lokalizaciju zlonamjernog pilota drona može pomoći kod primjene postojećih pravnih smjernica ali i u izradi novih smjernica, a što je jedan od rezultata ovog projekta.

U okviru ovog projekta predstavit ćemo novu arhitekturu za komunikaciju umreženih sustava (dronova, Interneta stvari) s naglaskom na jednostavnosti, sigurnosti i energetskoj efikasnosti komunikacije. Jedan od rezultata projekta je i konstelacija dronova kao platforma za znanstvena istraživanja. Koristeći tu platformu planiramo razviti metode i algoritme za lokalizaciju RF signala u prostoru s naglaskom na kontrolne signale drona. Prilikom realizacije projekta primijeniti ćemo provjerene prakse i uzorke u dizajniranju sustava kako bi se osigurala modularnost i primjenjivost u drugim područjima nakon završetka projekta. Osim znanstvenog doprinosa u obliku modela, algoritama, softvera i novih protokola ovaj projekt ima veliki potencijal kod osiguranja ljudi, imovine i privatnosti.

ZNANSTVENA METODOLOGIJA I RADNI PAKETI

Metodika projekta utemeljena je na kombinaciji različitih istraživačkih metoda i tehnika koje se primjenjuju u ovisnosti o fazi projekta i fokusa radnog paketa. Ovaj projekt ima tehničku i društvenu komponentu što je karakteristično za informacijske znanosti. Projekt je podijeljen u radne pakete koji se bave različitim aspektima primjene dronova, a oni su:

WP1

Analiza pravnih i etičkih aspekata.

WP2

Analiza tržišta autonomnih letjelica.

WP3

Lokalizacija izvora kontrolnog signala.

WP4

Upravljanje konstelacijom dronova i telemetrijskim sustavom.

WP5

Energetski učinkovita komunikacija.

WP6

Diseminacija.

Radni paketi 1, 2, 3, 5 prvenstveno se realiziraju koristeći pregled i analizu literature, te završnim izvješćima. Radni paketi 3, 5 predlažu nove modele, tehnike i protokole. Radni paket 4 definira novi softverski model, a njegove aktivnosti će rezultirati skupom aplikacija za računalo, dronove, i mobilne uređaje. Tokom razvoja softvera i protokola također ćemo definirati i provesti eksperiment. Krajem projekta provest će se završni eksperiment u kojem će se testirati učinkovitost čitavog sustava za lokalizaciju kontrolnog signala pilota uljeznog drona koristeći konstelaciju dronova.

CILJEVI I KORACI U PROJEKTU

Glavni je cilj projekta razviti istraživačku platformu koja se sastoji od kontrolnog centra i konstelacije od četiri drona, zatim koristiti tu platformu kako bi se lokaliziralo pilota uljeznog drona.

Glavni će cilj biti ostvaren kroz 7 specifičnih koraka:

1.

Istraživanje pravnih i etičkih trendova i razvoj metodologije za procjenu rizika.

2.

Energetski efikasna komunikacija kod dronova.

3.

Izrada skenera radio spektra za drona iz konstelacije i precizna lokalizacija RF kontrolnog signala.

4.

Izrada sustava za kontrolu i telemetriju konstelacije dronova “UAV constellation control center (UCCC)”.

5.

Lokalizacija izvora signala.

6.

Razvoj mehanizama za autonomno, poluautonomno ili ručno navigiranje konstelacijom dronova.

7.

Mjerenje učinkovitosti lokalizacije pilota uljeznog drona koristeći finalni model konstelacije.

Ovaj je rad financirala Hrvatska zaklada za znanost projektom IP-2019-04-4864.