Wybrane zastosowania bezzałogowych statków latających (BSL) w inżynierii środowiska. Rok akademicki: 2016/2017 Kod: DIS IK-n Punkty ECTS: 3

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Wybrane zastosowania latających (BSL) w inżynierii środowiska Rok akademicki: 2016/2017 Kod: DIS IK-n Punkty ECTS: 3 Wydział: Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Kierunek: Inżynieria Środowiska Specjalność: Inżynieria komunalna Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 4 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Ćwiąkała Paweł (pawelcwi@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Ćwiąkała Paweł (pawelcwi@agh.edu.pl) dr inż. Puniach Edyta (epuniach@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 posiada wiedzę z zakresu bezpieczeństwa wykonywania lotów i sytuacji niebezpiecznych, obsługi, budowy i zasad działania powietrznych, ich systemów, podzespołów, wyposażenia i systemów sterowania IS2A_W08, IS2A_W11, IS2A_U01, IS2A_U05 Odpowiedź ustna, Udział w dyskusji M_W002 posiada wiedzę na temat możliwości zastosowania latających w geodezji i inżynierii środowiska, podstaw prawa lotniczego, zasad wykonywania lotów VLOS, planowania lotów IS2A_W08, IS2A_W11, IS2A_U01, IS2A_U15 Odpowiedź ustna, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu, Wykonanie ćwiczeń, zespołu Umiejętności 1 / 7

2 M_U001 potrafi opracować dane z nalotów UAV oraz poprawnie je zinterpretować IS2A_U01, IS2A_U02, IS2A_U03, IS2A_U04, IS2A_U08, IS2A_U12, IS2A_U15, IS2A_K03, IS2A_K04 Projekt, Sprawozdanie, Wykonanie projektu, zespołu M_U002 potrafi korzystać z nowoczesnych technologii pomiarowych IS2A_U08, IS2A_U12, IS2A_U15 Odpowiedź ustna, Prezentacja, Projekt M_U003 potrafi przeprowadzić badania literaturowe w celu znalezienia rozwiązania postawionych problemów IS2A_U01 Odpowiedź ustna, Prezentacja M_U004 potrafi przygotować do lotu bezzałogowy statek powietrzny. IS2A_U02, IS2A_U08 Odpowiedź ustna, Prezentacja, Udział w dyskusji, Wykonanie projektu Kompetencje społeczne M_K001 potrafi pracować w zespole i wspólnie rozwiązywać problemy techniczne IS2A_U02, IS2A_K03 Prezentacja, Projekt, zespołu M_K002 posiada przygotowanie do współpracy ze służbami ruchu lotniczego w zakresie wykonywania lotów BSL IS2A_U01, IS2A_U02, IS2A_U12, IS2A_U15, IS2A_U21, IS2A_K01, IS2A_K03, IS2A_K04, IS2A_K06 Prezentacja, Udział w dyskusji, zespołu, Projekt M_K003 jest przygotowany do podjęcia współpracy z przedstawicielami innych dziedzin nauk technicznych IS2A_K01, IS2A_K06 Projekt Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 posiada wiedzę z zakresu bezpieczeństwa wykonywania lotów i sytuacji niebezpiecznych, obsługi, budowy i zasad działania powietrznych, ich systemów, podzespołów, wyposażenia i systemów sterowania / 7

3 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 posiada wiedzę na temat możliwości zastosowania latających w geodezji i inżynierii środowiska, podstaw prawa lotniczego, zasad wykonywania lotów VLOS, planowania lotów potrafi opracować dane z nalotów UAV oraz poprawnie je zinterpretować potrafi korzystać z nowoczesnych technologii pomiarowych potrafi przeprowadzić badania literaturowe w celu znalezienia rozwiązania postawionych problemów potrafi przygotować do lotu bezzałogowy statek powietrzny Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 potrafi pracować w zespole i wspólnie rozwiązywać problemy techniczne posiada przygotowanie do współpracy ze służbami ruchu lotniczego w zakresie wykonywania lotów BSL jest przygotowany do podjęcia współpracy z przedstawicielami innych dziedzin nauk technicznych Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Możliwości zastosowania latających w geodezji. Omówienie: - możliwości zastosowania latających w geodezji i inżynierii środowiska, - sensorów, jakie mogą być używane do wykonywania obserwacji z pokładu BSL, - przykładów zastosowań BSL w innych dziedzinach. Podstawy prawa lotniczego Omówienie podstaw prawa lotniczego, w szczególności przepisów licencjonowania personelu lotniczego odnoszących się do świadectwa kwalifikacji operatora BSL (UAVO), przepisów i procedur ruchu lotniczego, służb i organów ruchu lotniczego, klasyfikacji przestrzeni powietrznej, skutków naruszenia przepisów lotniczych, badań lotniczo-lekarskie. Człowiek jako pilot i operator UAV możliwości i ograniczenia 3 / 7

4 Przekazanie podstawowej wiedzy o fizjologii i psychologii człowieka oraz ich wpływie na operowanie bezzałogowym statkiem powietrznym. Omówienie czynnika ludzkiego w lotnictwie oraz czynników zewnętrznych mających wpływ na operatora w czasie wykonywania lotów. Zasady wykonywania lotów VLOS i BVLOS Omówienie zasad wykonywania lotów VLOS i BVLOS oraz odpowiedzialności operatora bezzałogowego statku powietrznego. Opisanie sposobu uzyskiwania informacji o położeniu i aktywności stref przestrzeni powietrznej oraz zdobywania informacji o wykorzystaniu przestrzeni powietrznej przez innych użytkowników. Planowanie lotów Omówienie zasad planowania lotów, w tym zdefiniowanie źródeł i rodzajów zagrożeń mogących mieć wpływ na bezpieczeństwo wykonywanego lotu, określenie i przygotowanie miejsca startu i lądowania, opracowanie procedur awaryjnych na potrzeby planowanych lotów. Planowanie trasy lotu na potrzeby wykonywanych operacji lotniczych Omówienie zasad planowania trasy lotu na potrzeby wykonywanych operacji lotniczych, w tym programowania autopilotów do realizacji zadań fotogrametrycznych w zależności od obiektu pomiaru, ukształtowania terenu, możliwości sprzętowych UAV. Bezpieczeństwo wykonywania lotów i sytuacje niebezpieczne Omówienie zasad bezpiecznego wykonywania lotów i unikania sytuacji niebezpiecznych (zapewnienie separacji od innych statków powietrznych, ludzi, pojazdów, budynków i innych przeszkód). Opis zagrożeń dla innych statków powietrznych, ludzi i mienia, jakie może stanowić wykonywanie operacji lotniczych z użyciem bezzałogowego statku powietrznego. Przedstawienie rodzajów zagrożeń mogących mieć wpływ na bezpieczeństwo wykonywanych operacji lotniczych i przeciwdziałanie nim (możliwość wystąpienia zakłóceń w łączności radiowej, obiekty mogące stanowić przeszkody, zawirowania powietrza spowodowane bliskością budynków, zakłócenia elektromagnetyczne itp.). Omówienie procedur awaryjnych oraz systemy FAIL SAFE (w tym uwzględnienie systemu FAIL SAFE w planowaniu operacji lotniczych). Obsługa, budowa i zasady działania powietrznych Opis obsługi, budowy i zasad działania powietrznych, ich systemów, podzespołów, wyposażenia i systemów sterowania. Omówienie budowy statków powietrznych różnego rodzaju (ich możliwości i ograniczeń, zasad działania, zasad sterowania). Elektronika w UAV Opis rodzajów akumulatorów stosowanych w BSL (Li-po, Ni-Cd, Ni-Mh i inne), ich budowy i właściwości, obsługi oraz bezpieczeństwa użytkowania. Omówienie podzespołów elektronicznych montowanych na BSL: silników (budowa, obsługa, bezpieczeństwo użytkowania), regulatorów ESC, systemów stabilizacji i autopilotów, aparatury zdalnego sterowania (budowa i funkcje, zasady użytkowania), systemów awaryjnych i ratunkowych system FAIL SAFE (zasady działania i obsługa). Przygotowanie do lotu bezzałogowego statku powietrznego Omówienie procedury przygotowania do lotu bezzałogowego statku powietrznego (przedstartowa kontrola urządzeń i systemów bezzałogowego statku powietrznego). Obsługa naziemna bezzałogowego statku powietrznego Omówienie obsługi naziemnej bezzałogowego statku powietrznego: elektronika, 4 / 7

5 akumulatory, silniki, regulatory ESC, systemy stabilizacji i autopiloty, aparatura zdalnego sterowania, systemy awaryjne i ratunkowe. Ocena zdatności do lotu bezzałogowego statku powietrznego. Ćwiczenia projektowe Opracowanie danych z nalotów UAV dla potrzeb wykonania modelu 3D obiektu budowlanego Opracowanie danych z nalotów UAV. Wykonanie modelu 3D obiektu budowlanego. Przeprowadzenie nalotów BSL dla potrzeb wykonania modelu 3D obiektu budowlanego testowym w celu prezentacji możliwości UAV przy wykonywaniu modeli 3D obiektów budowlanych. Zasady wykonywania lotów VLOS i BVLOS Zapoznanie się z zasadami wykonywania lotów VLOS i BVLOS. Omówienie metod uzyskiwania informacji o położeniu i aktywności stref przestrzeni powietrznej, zdobywania informacji o wykorzystaniu przestrzeni powietrznej przez innych użytkowników. Planowanie lotów Omówienie zasad planowania lotów: określenie źródeł i rodzajów zagrożeń mogących mieć wpływ na bezpieczeństwo wykonywanego lotu, określenie i przygotowanie miejsca startu i lądowania, określenie procedur awaryjnych na potrzeby planowanych lotów. Planowanie trasy lotu na potrzeby wykonywanych operacji lotniczych Zaplanowanie trasy lotu na potrzeby wykonywanych operacji lotniczych: programowanie autopilotów do realizacji zadań fotogrametrycznych w zależności od obiektu pomiaru, ukształtowania terenu, możliwości sprzętowych UAV. Obsługa, budowa i zasady działania powietrznych Obsługa, budowa i zasady działania powietrznych, ich systemów, podzespołów, wyposażenia i systemów sterowania. Budowa różnego rodzaju statków powietrznych, możliwości i ograniczenia, zasady działania, zasady sterowania. Elektronika w UAV Omówienie i praktyczna prezentacja podzespołów elektronicznych stosowanych w UAV: akumulatory, silniki, regulatory ESC, systemy stabilizacji i autopiloty, aparatura zdalnego sterowania, systemy awaryjne i ratunkowe. Przygotowanie do lotu bezzałogowego statku powietrznego Przygotowanie do lotu bezzałogowego statku powietrznego: przedstartowa kontrola urządzeń i systemów bezzałogowego statku powietrznego. Obsługa naziemna bezzałogowego statku powietrznego Obsługa naziemna bezzałogowego statku powietrznego: elektronika, akumulatory, silniki, regulatory ESC, systemy stabilizacji i autopiloty, aparatura zdalnego sterowania, systemy awaryjne i ratunkowe. Ocena zdatności do lotu bezzałogowego statku powietrznego. Wykonywanie czynności lotniczych (praca na symulatorach) Wykonywanie czynności lotniczych (praca na symulatorach): starty, lądowania, utrzymywanie równowagi w locie po prostej i na stałej wysokości, wprowadzanie w zakręt, wyprowadzanie z zakrętu, krążenie, zmiany wysokości lotu, zawis w przypadku powietrznych pionowego startu i lądowania, 5 / 7

6 postępowanie w sytuacjach awaryjnych. Przeprowadzenie nalotów BSL dla potrzeb sporządzenia ortofotomapy testowym w celu prezentacji możliwości UAV przy sporządzaniu ortofotomap. Pomiar GCP. Opracowanie danych z nalotów UAV dla potrzeb sporządzenia ortofotomapy Opracowanie danych z nalotów UAV. Porównanie wyników z mapą zasadniczą. Przeprowadzenie nalotów BSL dla potrzeb określenia objętości zwałowisk testowym w celu prezentacji możliwości UAV przy pomiarach objętości zwałowisk. Pomiar GCP, pomiar porównawczy. Opracowanie danych z nalotów UAV dla potrzeb określenia objetości zwałowisk Opracowanie danych z nalotów UAV. Porównanie wyników z wynikami pomiarów klasycznych. Przeprowadzenie nalotów BSL dla potrzeb wykonania modelu 3D obiektu budowlanego testowym w celu prezentacji możliwości zastosowania UAV przy trójwymiarowym modelowaniu obiektów budowlanych. Sposób obliczania oceny końcowej Ocenę końcową (OK) modułu oblicza się według wzoru: OK = P gdzie P ocena uzyskana z ćwiczeń projektowych. Ocena z zaliczenia ćwiczeń projektowych jest obliczana jako średnia arytmetyczna ocen z projektów: Ocena z zaliczenia = 1/n Ocen z projektów, gdzie: n liczba projektów przy spełnieniu następujących wymagań: Obecność na zajęciach projektowych jest obowiązkowa. Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia zajęć. Z prawa tego może skorzystać student, który uczestniczył w zajęciach obowiązkowych, tj. opuścił nie więcej niż 20% zajęć bez usprawiedliwienia. Prowadzący zajęcia ustala terminy i zasady zaliczeń w terminach poprawkowych. Wymagania wstępne i dodatkowe Student posiada wiedzę z zakresu: podstaw geodezji, kartografii oraz teledetekcji. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Opracowania fotogrametryczne z niskiego pułapu, Michał Kędzierski, Anna Fryśkowska, Damian Wierzbicki, Wydawnictwa Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie UAV Photogrammetry, Henri Eisenbeiß, Zurich, Bezzałogowe aparaty latające uav w fotogrametrii i teledetekcji stan obecny i kierunki rozwoju, Piotr Sawicki, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 23, 2012, s ROZPORZĄDZENIE MINISTRA SPRAW WEWNĘTRZNYCH I ADMINISTRACJI z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Assessment of the accuracy of unmanned aerial vehicles positioning, Paweł Ćwiąkała, Edyta Puniach, 6 / 7

7 Measurement Automation Monitoring (w druku). Informacje dodatkowe brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach projektowych Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Przygotowanie do zajęć Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 10 godz 18 godz 4 godz 15 godz 12 godz 20 godz 79 godz 3 ECTS 7 / 7