Wykonanie symulatora dla bezzałogowych statków powietrznych.

Specyfikacja przedmiotu zamówienia - Symulator BSP


Ogłoszenie BIP (307kB) pdf Ogłoszenie BIP

Definicje
 
  • BSP - Bezzałogowy Satek Powietrzny
  • GCS - Ground Control Station - Naziemna stacja kontroli
  • Operacja Realna - Stan, w którym elementy systemu szkoleniowego wykorzystywane również przy realnych, fizycznych lotach BSP, są wykorzystywane do tych realnych lotów.
  • Aplikacja Naziemna / Aplikacja GCS - Aplikacja służąca do kontroli BSP przez pilota w operacji realnej. W tym projekcie zamiennie wykorzystywane są dwie aplikacje:
Mission Planner
QGroundControl

Ogólny opis przedmiotu zamówienia
Celem projektu do dostarczenia jest zapewnienie symulatora do prowadzenia szkolenia operatora drona. Symulator ma symulować segment powietrzny bezzałogowego systemu latającego oraz widok pierwszoosobowy pilota. Symulacja segmentu powietrznego powinna uwzględniać wykorzystanie kontrolera lotu ArduCopter.
Symulator ma współpracować dwukierunkowo ze stacją naziemną identyczną ze stacją używaną przy realnej operacji BSP, odbierając od niej sygnały wejściowe i przekazując wyjściowe, tożsame funckcjonalnie z sygnałami przesyłanymi między GCS a BSP w trakcie faktycznej operacji (szczegółowa specyfikacja poniżej). Dodatkowo symulator ma zapewniać pierwszoosobową (FPV) symulację wizualną dla pilota odzwierciadlającą widok z prawdziwego stanowiska pracy pilota BSP w trakcie lotu. Diagram poniżej prezentuje uproszczony schemat stanowiska szkoleniowego.


Wymagania

Wejścia/wyjścia

Symulator powinien:
1. Zapewniać osobie szkolonej doświadczenie pilotowania BSP podobne do realnego
  1.1.   Symulować lot platformy wielowirnikowej z różną możliwą liczbą ramion
  1.1.1.  Kontrolować symulację
  1.1.1.1.   Kontrolować symulację na podstawie komend telemetrycznych otrzymanych z GCS - wedle specyfikacji w pkt. 2
  1.1.1.2.   Kontrolować symulację na podstawie ustawień zarządzanych ze stanowiska uruchomienia i kontroli symulacji, w tym co najmniej
  1.1.1.2.1. Pogoda
  1.1.1.2.1.1.  Zachmurzenie
  1.1.1.2.1.2.        Opady atmosferyczne
  1.1.1.2.1.3.        Temperatura
  1.1.1.2.2.        Miejsce startu
  1.1.1.2.3.        Pora dnia
  1.1.2.        Informować GCS o stanie symulacji
  1.1.2.1.        Informować GCS o stanie BSP poprzez komendy telemetryczne  - wedle specyfikacji w pkt. 2
 1.1.2.2.        Przesyłać stream video z symulowanej głowicy EO oraz kamery pilota podczepionych do BSP  - wedle specyfikacji w pkt. 2
 1.1.3. Symulować fizykę lotu, w tym co najmniej:
  1.1.3.1.  Obliczać zachowanie dynamiczne BSP w sześciu stopniach swobody jako bryły sztywnej
  1.1.3.1.1.  Umożliwiać odwzorowanie dynamiki lotu każdej (pojedynczo) z 8 platform wielowirnikowych opracowanych przez zamawiającego, wedle dostarczonych przez zamawiającego macierzy bezwładności oraz danych masowych
  1.1.3.2.  Odwzorowywać wpływ ustawień ciągu poszczególnych silników na ruch BSP
  1.1.3.2.1.  Umożliwiać odwzorowanie możliwego zakresu ciągu silników każdej (pojedynczo) z 8 platform wielowirnikowych opracowanych przez zamawiającego, wedle dostarczonych przez zamawiającego krzywych ciągu (siła vs ustawienie PWM z autopilota) w formacie listy max. 100 par punktów, które należy interpolować spline-m trzeciego stopnia
1.1.3.3.        Odwzorowywać fizyczną interakcję z otoczeniem zdefiniowanym w pkt. 1.1.6
1.1.3.3.1.     Odwzorowywać zderzenie z bryłą (np. drzewo, budynek, góra) w trakcie lotu
1.1.3.3.1.1.  Odwzorowywać zderzenie poprzez przerwanie lotu
1.1.3.3.1.2. Odwzorowywać zderzenie poprzez wizualną informację o zderzeniu, np. “czarny ekran”
 1.1.3.3.2.  Odwzorowywać fizykę przyziemienia wedle lokalnej rzeźby terenu
 1.1.4.  Symulować pracę kontrolera lotu typu ArduCopter wersja 4.4.0 lub nowsza
1.1.4.1.        Przetwarzać komendy wg. pkt. 1.2.2.1.2 i zapewniać feedback do GCS wymagany standardami ArduCopter
 1.1.4.2.        Symulować logicznie lot w różnych trybach lotu, w tym co najmniej:
  1.1.4.2.1.        Stabilize
  1.1.4.2.2.   Alt Hold
  1.1.4.2.3.        Loiter
  1.1.4.2.4.        RTL (Return-to-Launch)
  1.1.4.2.5.        Auto
  1.1.4.3.        Sterować ustawieniami ciągu silników na podstawie stanu BSP w sposób tożsamy z ArduCopter w danym trybie lotu (wyjście PWM do ESC)
1.1.4.3.1. Symulować ustawienia kontrolerów każdej (pojedynczo) z 8 platform wielowirnikowych opracowanych przez zamawiającego, wedle dostarczonych list parametrów ArduCopter dla każdej z platform
  1.1.4.3.1.1.        Parametry kontrolera powinny być możliwe do zmiany przez zamawiającego po odbiorze produktu
1.1.4.4.  Symulować rozładowanie baterii - dane nt. pojemności dostarczone przez zamawiającego
  1.1.4.4.1.     Symulować wpływ rozładowania baterii na dostępną moc silników
  1.1.4.4.2.    Symulować wpływ rozładowania baterii na mechanizm Failsafe ArduCopter
  1.1.4.4.3.     Symulować wpływ temperatury na rozładowanie baterii
  1.1.4.4.4.     Symulować wpływ nastawionego ciągu silników na rozładowanie baterii - wedle dostarczonych przez zamawiającego danych nt. poboru mocy silników
  1.1.5.      Symulować widoki w spektrum światła dziennego
  1.1.5.1.    Symulować widok ze statycznego punktu będącego punktem pracy pilota BSP
  1.1.5.1.1.   Zapewniać użytownikowi immersyjne wrażenie widoku FPV pilota BSP, możliwe przykładowe interfejsy: Monitor 24” Full HD, Projektor Full HD + ekran 80”
  1.1.5.1.2Automatycznie śledzić BSP na widoku FPV pilota
 1.1.5.1.3.  Umożliwiać odwzorowanie wizualne bryły każdej (pojedynczo) z 8 platform wielowirnikowych opracowanych przez zamawiającego, wedle modeli 3D (formaty możliwe do wyeksportowania z SolidEdge 2021) dostarczonych przez zamawiającego
  1.1.5.2.  Symulować widok z głowicy EO podczepionej do BSP
  1.1.5.2.1.  Symulować stabilizację trzyosiową widoku z głowicy
  1.1.5.2.2.  Sterować ruchem symulowanej głowicy w trzech osiach, na podstawie komend RC przychodzących z GCS
  1.1.5.2.3.  Sterować kątem widzenia głowicy na podstawie komend RC przychodzących z GCS, w zakresie 10-100deg
  1.1.5.3.    Symulować widok z zamontowej na stałe w BSP kamery pilota - kąty zaklinowania podane przez zamawiającego
  1.1.5.4.   Symulować wpływ pogody na widoki z pkt. 1.1.5.1, 1.1.5.2 i 1.1.5.3, w tym co najmniej:
  1.1.5.4.1.  Porę dnia
  1.1.5.4.2.  Opady atmosferyczne
  1.1.5.4.3.  Zachmurzenie
  1.1.6. Symulować środowisko graficzno-bryłowe lotu BSP
 1.1.6.1. Zapewnić min. 5 różnych obszarów do symulacji z wyznaczonym miejscem startu BSP
1.1.6.1.1. Zapewnić min. 5 obszarów do symulacji obejmujących min. koło o promieniu 10km
  1.1.6.1.2. Zapewnić możliwość symulacji w każdym z następujący środowisk:
  1.1.6.1.2.1.  Miasto
  1.1.6.1.2.2. Wieś
  1.1.6.1.2.3. Las
  1.1.6.2.  Zapewnić skorelowane odwzorowanie bryłowo-graficzne każdego ze środowisk
  1.1.6.2.1. Zapewnić odwzorowanie graficzne na potrzeby pkt. 1.1.5
  1.1.6.2.2.  Zapewnić odwzorowanie bryłowe na potrzeby pkt. 1.1.3.3
  1.2.  Współpracować z GCS użytkowanym przez zamawiającego w paradygmacie HITL (specyfikacja GCS - patrz załącznik A)
  1.2.1. Komunikować się z GCS wyłącznie poprzez interfejs Ethernet
  1.2.1.1. Komunikować się z GCS wyłącznie poprzez pojedyncze złącze RJ45
  1.2.1.1.1. Komunikować się z GCS wyłącznie poprzez złącze wykorzystywane przez GCS do połączenia z radiem do komunikacji z BSP przy operacji realnej
  1.2.2.  Współpracować z aplikacją naziemną służącą do kontroli autopilota przy operacji realnej (Mission Planner albo QGroundControl)
 1.2.2.1. Komunikować się z aplikacją GCS poprzez łącze telemetryczne
 1.2.2.1.1.  Komunikować się z aplikacją GCS poprzez protokół MAVLink poprzez UDP
 1.2.2.1.2. Symulować autopilota typu ArduCopter wersja 4.4.0 lub nowsza
 1.2.2.1.2.1. Przesyłać do aplikacji GCS informacje pozwalające na odwzorowanie wskazań interfejsu pilota podobne do operacji realnej, w tym co najmniej: 
1.2.2.1.2.1.1.        Wskazanie sztucznego horyzontu
1.2.2.1.2.1.2.        Wskazanie pozycji na mapie
1.2.2.1.2.1.3.        Wskazanie wysokości AGL
1.2.2.1.2.1.4.        Wskazanie stanu procentowego baterii
1.2.2.1.2.1.5.        Wskazanie trybu lotu
1.2.2.1.2.1.6.        Wskazanie prędkości poziomej względem ziemii
1.2.2.1.2.2.        Odbierać z GCS i odpowiednio przetwarzać w symulacji informacje pozwalające na odwzorowanie komend kontroli BSP przez pilota, w tym co najmniej:
1.2.2.1.2.2.1.        Komendy zmiany trybu lotu
1.2.2.1.2.2.2.        Komendy RC over MAVLink (Joystick)
1.2.2.1.2.2.3.        Komendy związane z planowaniem trasy do lotu automatycznego
1.2.2.1.2.2.4.        Komendy ustawień trybu Failsafe
1.2.2.2.        Przesyłać do aplikacji 2 streamy wideo: 1. z symulowanej głowicy EO, 2. z kamery pilota zamontowanej na dronie
1.2.2.2.1.        Przesyłać streamy video poprzez protokół UDP H.264 bez enkapsulacji
1.2.2.2.2.        Przesyłać streamy video w formacie możliwym do odebrania (pojedynczo) bezpośrednio w aplikacjach MissionPlanner oraz QGroundControl
1.3.        Umożliwiać naukę pilotażu BSP
1.3.1.        Umożliwiać naukę pilotażu poprzez lot po zadanej trasie
1.3.1.1.        Trasa definiowana poprzez listę waypointów
1.3.1.2.        Zaliczenie każdego waypointu przekazywane w formie wizualnej pilotowi


Ogólne
Symulator powinien być zasilany elektrycznie
2.1.        Symulator powinien być zasilany prądem zmiennym o napięciu skutecznym 230V o specyfikacji zgodnej z Rozdziałem X (Grupa IV) w Rozporządzeniu Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 22 marca 2023 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego opublikowanym w Dzienniku Ustaw Rzeczypospolitej Polskiej z 2023 r. na pozycji 819
2.2.        Symulator powinien być zasilany poprzez max. 5 wtyczek elektrycznych (męskich po stronie symulatora) typu C, E, lub F
Wskaźnik MTBF (mean time between failure) symulatora powinien wynosić ponad 100h pracyWskaźnik MTBF silnika fizycznego symulatora powinien wynosić ponad 1000h pracyHardware wchodzący w skład symulatora powinien być fabrycznie nowy przed rozpoczęciem integracji z softwarem przeznaczonym dla zamawiającegoHardware wchodzący w skład symulatora powinien być objęty min. półroczną gwarancją producenta w momencie dostarczenia do zamawiającegoDostawca powinien zapewnić wsparcie techniczne niezbędne do wdrożenia systemu polegające na:
7.1.        Udzielaniu informacji potrzebnych Zamawiającemu do integracji dostarczonego systemu z naziemną stacją kontroli.
7.2.        Pomocy w rozwiązywaniu problemów związanych z eksploatacją systemu przez 6 miesięcy od dostarczenia
Dostawca powienien zapewnić cyfrową instrukcję obsługi symulatora w formacie pdf lub aplikacji webowej możliwej do uruchomienia w przeglądarce Firefox w wersji 117.0


Oczekiwany wymierny rezultat zamówienia
Stanowisko uruchomieniowe symulatoraKomputer typu PC wraz z monitorem i niezbędnymi peryferiami HIDZainstalowany symulator wraz z wgranymi modelami 8 BSP wg. danych dostarczonych przez zamawiającegoInterfejs wyświetlający widok FPV pilota np. monitor lub projektor z ekranem, wraz z elementami niezbędnymi do podłączenia do stanowiska uruchomieniowegoInstrukcja obsługi

Załącznik A - opis GCS
GCS ma formę laptopa lub tabletu, na którym uruchomiona jest aplikacja kontroli naziemnej Mission Planner albo QGroundControl (symulator musi być przystosowany do obu). Interakcja użytkownika z GCS odbywa się poprzez interfejs wybranej aplikacji oraz interfejs fizyczny odbierany w aplikacji kontroli naziemnej jako Joystick. GCS podczas operacji realnej komunikuje się z BSP poprzez łączę radiowe, którego segment naziemny jest podłączony do niego za pomocą interfejsu Ethernet.
Diagram poniżej przedstawia schematyczne połączenie między GCS a symulatorem.


metryczka


Wytworzył: Redaktor (13 stycznia 2023)
Opublikował: Redaktor BIP 3 (13 grudnia 2023, 08:15:56)

Ostatnia zmiana: brak zmian
Liczba odsłon: 248