КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 24-61-00025
НазваниеРазработка методов поиска скоплений промысловых рыб с помощью беспилотных летательных аппаратов
Руководитель Шамаев Алексей Станиславович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук , г Москва
Конкурс №93 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (междисциплинарные проекты)
Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-318 - Движение тел в космическом пространстве, жидких и газовых средах
Ключевые слова беспилотный летательный аппарат, дистанционное зондирование океана, деформация ветрового волнения, подводные течения, флуктуации радиоизлучения, аэрофотосъемка, асимптотические методы дифракции волн, лидар, автоматическая посадка, рыбный промысел
Код ГРНТИ30.17.02
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящен разработке методов и алгоритмов поиска косяков промысловых рыб с помощью приборов дистанционного зондирования в радиолокационном, радиометрическом и оптическом диапазонах, расположенных на беспилотных летательных аппаратах. При этом предполагается осуществить сравнительный анализ возможностей обнаружения скоплений рыб с помощью зондирующих аппаратов различного типа методом математического моделирования процессов зондирования для различных диапазонов волн и различных схем зондирования. Предполагается также провести моделирование течений, вызванных подводным движением объекта и соответствующих искажений поверхности океана. Такое моделирование должно быть осуществлено с учетом возможностей современных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые действуют согласованно в группе и с учетом предыдущего большого опыта поиска косяков рыб методом аэрофотосъемки. Это – новый подход к решению важных проблем дистанционного зондирования океана.
Одной из задач проекта является разработка методов, позволяющих значительно упростить применение и эксплуатацию БПЛА с борта морского и внутреннего водного транспорта. В частности, это методы интеллектуального планирования траекторий, в том числе при посадке БПЛА на борт движущегося судна, методы стабилизации БПЛА с учетом используемых модулей полезной нагрузки для поиска косяков промысловых рыб, методы группового управления. Реализовать на практике предложенные методы можно только с применением междисциплинарного подхода, поскольку цели и задачи проекта требуют данных из нескольких несвязанных областей, а специалисты только из одной области не обладают всеми необходимыми компетенциями.
Очевидно значение реализации проекта для рыбной отрасли, потребность получения достоверной информации о движении рыбных скоплений сейчас явно присутствует среди специалистов по рыбному лову. В то же время предполагаемые результаты проекта имеют гораздо более широкий круг применений – экология морских акваторий, проблемы безопасности и пр.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проведен анализ опыта промысловой рыборазведки, исследован опыт работ экспедиций на промысле пелагических рыб в СЗТО. Подтверждена актуальность применения беспилотных авиационных систем для поиска косяков промысловых рыб. Выработаны сценарии применения беспилотных летательных аппаратов для для осуществления промысловой рыборазведки. Определены сайра и сардины-иваси как вид пелагических рыб, имеющие важное промысловое значение для обеспечения продовольственной безопасности России в ближайшем будущем.
Были разработаны теоретические принципы и написан программный комплекс для моделирования деформаций поверхностных ветровых волн на море под действием вышедших из течением, вызванным движением большого количества однотипных объектов (косяков рыб).
Определены технические требования к перспективному БПЛА для поиска косяков промысловых рыб. Предложена конструкция и параметры морского БПЛА для поиска косяков промысловых рыб при осуществлении лова рядом с береговой линией.
Изучены перспективные бортовые информационно-сенсорные компоненты, допустимые к применению для обнаружения косяков промысловых рыб с помощью БПЛА.
Предложен метод синтеза нелинейной системы управления пространственным движением морского БПЛА для квадракоптерных режимов на взлете и посадке. Разработана встраиваемая ИУС для точной посадки БПЛА на движущееся рыболовное судно. Предложена структура навигационной системы морского БПЛА для применения с рыболовецких судов.
Осуществлена экспедиция в район промысла сардины-иваси (Сахалинская область, Южно-Курильский район, о. Шикотан, о. Кунашир).
Суммарно консорциумом опубликовано 10 работ в ведущих рецензируемых научных изданиях. Сделано 14 докладов на научных конференциях.
Публикации
1. Цхай Ж.Р, Филатов В.Н. Spatial and Temporal Variations in Thermal Conditions during the Saury Fishery in the North-West Pacific Based on Satellite Data Proceedings of the International Conference оп Ocean Studies 2024 (год публикации - 2024)
2. Бельченко Ф.М, Ермолов И.Л., Нагайцев Г.Н., Остриков П.В., Суханов А.Н. Comparison of UAVs’ Trajectories for Sea Surface Survey within Fish Search Proceedings of the International Conference on Ocean Studies 2024 (год публикации - 2024)
3.
Горин В.А., Губанков А.С., Юхимец Д.А.
Development of an information-control system for precision landing of unmanned aerial vehicle on movable platform
IEEE, Gorin V.A., Gubankov A.S., Yukhimets D.A. Development of an information-control system for precision landing of unmanned aerial vehicle on movable platform // Proc. of the IEEE International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Russia, Sochi. - 2024. -P. 663-668. (год публикации - 2024)
10.1109/RusAutoCon61949.2024.10694649
4. Князьков Д.Ю. Моделирование влияния неоднородности стратификации на поле внутренних волн в океане Морские интеллектуальные технологии, № 4(1). 2024. (год публикации - 2024)
5.
Князьков Д.Ю., Шамаев А.С.
Математические методы моделирования аномалий ветровых волн на поверхности океана
Прикладная математика и механика, Т. 88, вып. 4. 2024. C. 567–582 (год публикации - 2024)
10.31857/S0032823524040055
6. Князьков Д.Ю., Шамаев А.С. Simulation of the Propagation of Internal Gravitational Waves in a Stratified Fluid AIP Conference Proceedings (год публикации - 2025)
7. Горин В.А., Губанков А.С., Юхимец Д.А. Подход к построению информационно-управляющей системы для посадки беспилотного воздушного судна Морские интеллектуальные технологии, Горин В.А., Губанков А.С., Юхимец Д.А. Подход к построению информационно-управляющей системы для посадки беспилотного воздушного судна // Морские интеллектуальные технологии. – 2024. – № 4 часть 1. (год публикации - 2024)
8. Князьков Д.Ю. Моделирование поля скорости течения на свободной поверхности стратифицированной жидкости Прикладная математика и механика, Т. 88, вып.5. 2024. (год публикации - 2024)
9. Байдулов В.Г., Князьков Д.В. Некоторые способы решения обратной задачи движения тела в жидкости Изв. РАН Механика твердого тела (год публикации - 2025)
10. Байдулов В.Г. О скоростях распространения волн в средах, описываемых моделью Гуртина–Пипкина М.: ООО «ИСПО-принт», Сборник материалов 15-й международной конференции – школы молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах», Москва, 19 – 22 ноября 2024. М.: ООО «ИСПО-принт», 2024. 273 с. С. 22–23. ISBN 978-5-91741-292-4 (год публикации - 2024)
11. Юхимец Д.А., Губанков А.С., Горин В.А. Разработка метода синтеза нелинейной системы управления пространственным движением беспилотного летательного аппарата Материалы XVI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Робототехника и искусственный интеллект», Юхимец Д.А., Губанков А.С., Горин В.А. Разработка метода синтеза нелинейной системы управления пространственным движением беспилотного летательного аппарата // Материалы XVI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Робототехника и искусственный интеллект». Железногорск, Россия. – 2024. (год публикации - 2024)