Inventory number IRN Number of state registration
0225РК01185 AP19679678-OT-25 0123РК01038
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Number of books Appendicies Sources
2 27 166
Total number of pages Patents Illustrations
572 0 117
Amount of funding Code of the program Table
34000000 AP19679678 18
Name of work
Создание «цифрового двойника» беспилотного летательного аппарата для разработки и тестирования систем автономной навигации с использованием алгоритмов искусственного интеллекта
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Образец техники
Report authors
Молдабеков Мейрбек , Кадиркулов Шингис Кагазбекович , Мекенбаев Даурен Мейрамбекулы , Макаев Еркебулан Талгатович , Балгимбаева Шолпан Албановна , Уали Урияш Кадырбеккызы , Анетбаев Аслан Асылханович , Аманжолов Ерназар Бактбекович ,
1
3
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МО РК
Full name of the service recipient
Республиканское государственное учреждение "Военный институт сухопутных войск" министерства Обороны Республики Казахстан.
Abbreviated name of the service recipient ВИ СВ
Abstract

Объектом исследования является программно-технический комплекс — «цифровой двойник» беспилотного летательного аппарата, представляющий собой систему имитационного моделирования автономной навигации с применением алгоритмов искусственного интеллекта. Он объединяет математические, информационные и объектно-ориентированные модели, обеспечивающие виртуальное тестирование, настройку и оптимизацию систем автономного управления и навигации БПЛА.

Зерттеу нысаны – ұшқышсыз ұшу аппаратының (ҰҰА) «цифрлық егізі» болып табылатын бағдарламалық-техникалық кешен. Ол жасанды интеллект алгоритмдерін пайдалану арқылы автономды навигацияның имитациялық модельдеу жүйесін қамтиды. Кешен математикалық, ақпараттық және объектіге бағытталған модельдерді біріктіріп, ҰҰА-ның автономды басқару және навигация жүйелерін виртуалды сынау, баптау және оңтайландыруды қамтамасыз етеді.

Целью исследования является разработка и создание цифрового двойника беспилотного летательного аппарата для проектирования, тестирования и совершенствования систем автономной навигации на основе алгоритмов искусственного интеллекта и компьютерного зрения. Реализация цифрового двойника обеспечивает проведение испытаний без реальных полетов, сокращая риски, сроки и затраты на разработку автономных систем управления.

Зерттеу мақсаты – жасанды интеллект пен компьютерлік көру алгоритмдері негізінде автономды навигация жүйелерін жобалау, сынау және жетілдіру үшін ұшқышсыз ұшу аппаратының цифрлық егізін әзірлеу және жасау. Цифрлық егізді іске асыру нақты ұшуларсыз сынақ жүргізуге мүмкіндік береді, бұл тәуекелдерді, уақыт пен шығындарды азайтады.

Применялись методы математического и численного моделирования, информационного и объектно-ориентированного моделирования, алгоритмы искусственного интеллекта, методы технического зрения и анализа ключевых точек изображений. Использованы современные подходы программной инженерии, UML-моделирование, имитационное моделирование динамики полета, а также экспериментальные исследования с использованием прототипа квадрокоптерного типа.

Математикалық және сандық модельдеу, ақпараттық және объектіге бағытталған модельдеу әдістері, жасанды интеллект алгоритмдері, техникалық көру және кескіндердің негізгі нүктелерін талдау әдістері қолданылды. Бағдарламалық инженерияның заманауи тәсілдері, UML-модельдеу, ұшу динамикасының имитациялық модельдеуі және квадрокоптер түріндегі прототип негізінде эксперименттік зерттеулер жүргізілді.

Разработан программный комплекс имитационного моделирования автономной навигации — цифровой двойник БПЛА. Создан и испытан экспериментальный образец квадрокоптерного типа. Впервые реализована интеграция методов искусственного интеллекта, технического зрения и автономных алгоритмов управления в единой программной системе. Полученные решения повышают точность и надежность автономной навигации. За весь период реализации проекта опубликованы: Молдабеков М.М., Кадиркулов Ш.К., Аманжолов Е.Б., Бекмурзаев Б.Ж., Балгимбаева Ш.А., Ахмедов Д.Ш., Богуспаев Н.Б.// Использование диаграмм UML для классификации и представления структуры и подсистем БПЛА; Вестник Академии Национальной Гвардии Республики Казахстан» научно-образовательный журнал № 2 (52), маусым 2024 ж. № 2 (52), июнь 2024 г. 211 -224 стр/ https://www.ang.edu.kz/rus/wp-content/uploads. Молдабеков М.М., Кадиркулов Ш.К., Савельев Е.Н.//Бағдар-Оринтир В о е н н о - т е о р е т и ч е с к и й ж у р н а л №2 (102), (маусым) 2024 ж. тоқсан сайын №2 (102), (июнь) 2024 г. 135-144 стр / Основные подходы к разработке интерфейса программной системы «Цифровой двойник» беспилотного летательного аппарата». Ш.К. Кадиркулов, Д.Ш. Ахмедов, Ж.С. Оспанов // Обзор детекторов и дескрипторов ключевых точек и оценка возможности их использования в системе автономной навигации; Бағдар-Оринтир В о е н н о - т е о р е т и ч е с к и й ж у р н а л №3 2025 (107), 210-221 стр ISSN 2306-7357. https://nuo.kz

Автономды навигацияның имитациялық модельдеуіне арналған бағдарламалық кешен – ҰҰА-ның цифрлық егізі әзірленді. Квадрокоптер түріндегі тәжірибелік үлгі жасалып, сынақтан өткізілді. Алғаш рет жасанды интеллект, техникалық көру және автономды басқару алгоритмдері бірыңғай бағдарламалық жүйеде біріктірілді. Алынған шешімдер автономды навигацияның дәлдігі мен сенімділігін арттырады. Жобаны іске асыру кезеңінің бүкіл мерзімі ішінде келесі мақалалар жарияланды: 1олдабеков М.М., Қадирқұлов Ш.К., Аманжолов Е.Б., Бекмұрзаев Б.Ж., Балғымбаева Ш.А., Ахмедов Д.Ш., Богуспаев Н.Б. // БПЛА құрылымы мен қосалқы жүйелерін жіктеу және бейнелеу үшін UML диаграммаларын пайдалану; «Қазақстан Республикасының Ұлттық ұланы Академиясының хабаршысы» ғылыми-білім беру журналы №2 (52), маусым 2024 ж., 211–224 бет. https://www.ang.edu.kz/rus/wp Молдабеков М.М., Қадирқұлов Ш.К., Савельев Е.Н. // Ұшқышсыз ұшу аппаратының «Цифрлық егіз» бағдарламалық жүйесінің интерфейсін әзірлеудің негізгі тәсілдері; «Бағдар-Оринтир» әскери-теориялық журналы №2 (102), маусым 2024 ж., 135–144 бет. Қадирқұлов Ш.К., Ахмедов Д.Ш., Оспанов Ж.С. // Кілттік нүктелер детекторлары мен дескрипторларына шолу және оларды автономды навигация жүйесінде пайдалану мүмкіндігін бағалау; «Бағдар-Оринтир» әскери-теориялық журналы №3 (107), 2025 ж., 210–221 бет. ISSN 2306-7357.https://nuo.kz//

БПЛА квадрокоптерного типа обладает оптимальными аэродинамическими параметрами, малой массой и высокой энергоэффективностью. Цифровой двойник обеспечивает моделирование траекторий, анализ навигации и планирование миссий. Точность позиционирования повышена на 20%, энергопотребление снижено на 15%, что позволяет существенно сократить затраты на реальные летные испытания.

Квадрокоптер түріндегі ҰҰА оңтайлы аэродинамикалық параметрлерге, аз массаға және жоғары энергия тиімділікке ие. Цифрлық егіз траекторияларды модельдеуді, навигацияны талдауды және миссияларды жоспарлауды қамтамасыз етеді. Позициялау дәлдігі 20%-ға артты, энергия тұтыну 15%-ға азайды, бұл нақты ұшу сынақтарының шығындарын едәуір қысқартуға мүмкіндік береді.

В ходе проекта создан программный комплекс и изготовлен опытный образец беспилотного летательного аппарата. Проведены стендовые и полевые испытания программно-технического комплекса автономной навигации. Получены акты испытаний, подтверждающие работоспособность системы. Результаты рекомендованы к внедрению в учебно-исследовательские центры и профильные оборонные структуры.

Жоба аясында бағдарламалық кешен мен ұшқышсыз ұшу аппаратының тәжірибелік үлгісі әзірленді. Автономды навигацияның бағдарламалық-техникалық кешені бойынша стендтік және далалық сынақтар жүргізілді. Жүйенің жұмысқа қабілеттілігін растайтын сынақ актілері алынды. Нәтижелерді оқу-зерттеу орталықтарында және салалық қорғаныс құрылымдарында енгізу ұсынылады.

Разработанная система обеспечивает повышение устойчивости автономной навигации при воздействии средств радиоэлектронной борьбы, что значительно увеличивает надежность выполнения задач. Использование цифрового двойника позволяет снизить финансовые и временные издержки при разработке новых систем управления, повышает уровень технологической готовности и конкурентоспособности отечественных БПЛА.

Дамытылған жүйе радиоэлектрондық қарсы іс-қимыл жағдайында автономды навигацияның тұрақтылығын арттырады, бұл тапсырмаларды орындау сенімділігін айтарлықтай жоғарылатады. Цифрлық егізді пайдалану жаңа басқару жүйелерін әзірлеу кезіндегі қаржылық және уақыттық шығындарды азайтады, технологиялық дайындық деңгейін және отандық ҰҰА-ның бәсекеге қабілеттілігін арттырады.

Результаты могут быть использованы при разработке и испытаниях автономных беспилотных систем военного и гражданского назначения. Возможные области применения: робототехника, разведка, мониторинг, транспорт, спасательные операции, охрана объектов и территорий. Цифровой двойник может служить универсальной платформой для обучения, исследований и инновационных разработок.

Нәтижелер әскери және азаматтық мақсаттағы автономды ұшқышсыз жүйелерді әзірлеу мен сынақтан өткізу кезінде қолданылуы мүмкін. Қолдану салалары: робототехника, барлау, мониторинг, көлік, құтқару операциялары, нысандар мен аумақтарды қорғау. Цифрлық егіз оқу, зерттеу және инновациялық әзірлемелер үшін әмбебап платформа ретінде пайдаланылуы мүмкін.

UDC indices
623.76
International classifier codes
50.09.53; 89.23.00; 30.00.00; 78.25.13; 55.47.29;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Цифровой двойник; Система автономной навигации; Беспилотный летательный аппарат; Искусственный интеллект; Аппаратно-программный комплекс;
Key words in Kazakh
Цифрлық егіз; Автономды навигация жүйесі; Ұшқышсыз ұшу аппараты; Жасанды интеллект; Аппараттық-бағдарламалық кешен;
Head of the organization Ибатулин Бауыржан Шарифуллаевич / магистр
Head of work Молдабеков Мейрбек Доктор технических наук / профессор
Native executive in charge Кадиркулов Шингис Кагазбекович Не имеется