СИСТЕМА ДЛЯ ПОШУКУ ВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИХ ПРЕДМЕТІВ У СКЛАДІ МОБІЛЬНОГО ГУСЕНИЧНОГО РОБОТА З КЕРУВАННЯМ ІЗ КВАДРОКОПТЕРА ЗА ДОПОМОГОЮ МАШИННОГО ЗОРУ
DOI:
https://doi.org/10.17721/AIT.2025.1.04Ключові слова:
вибухонебезпечні предмети, Arduino, імпульсний металошукач, гусеничний мобільний робот, квадрокоптер, машинний зір, автономне керування, виявлення металівАнотація
Вступ. Результати, описані в цій статті, є початком досліджень команди проєкту у сфері розроблення роботизованих систем виявлення вибухонебезпечних предметів. Дослідження проводились у лабораторних умовах і в них розглянуто лише загальну концепцію та визначення напрямів подальших досліджень. Подальші дослідження заплановано проводити в реальних умовах або наближених до них. Запропоновано систему виявлення вибухонебезпечних предметів на базі імпульсного металошукача K158, мікроконтролера та мобільної гусеничної платформи Keyestudio Mini Tank V3.0. Запропоновано інтеграцію з квадрокоптером, оснащеним комп'ютерним зором, що дає змогу здійснювати точне наведення та дистанційне керування. Описано структуру системи, принцип взаємодії компонентів, логіку прийняття рішень і математичну модель функціонування.
Методи. Використано методи моделювання функціональних підсистем, комп'ютерного осцилографічного аналізу електричних сигналів, математичного моделювання кінематики гусеничного робота в координатах XY, а також алгоритмічного проєктування автомата керування. Для перевірки взаємодії з квадрокоптером застосовано метод віртуального тестування у симуляційному середовищі з використанням машинного зору. Реалізацію оброблення сигналів здійснено засобами програмування мікроконтролера на основі порогової фільтрації.
Результати. Результати демонструють чітке розділення сигналів за наявності та відсутності металу. У фоновому режимі фіксується стабільна нульова лінія, а при виявленні цілі — серія імпульсів із частотою 125–150 Гц і струмом до 625 мА. Це забезпечує достовірну ідентифікацію об’єктів у реальному часі. Усі вузли, включно з модулем живлення та бездротового зв’язку, показали стабільну роботу. Наведення за допомогою машинного зору досягло точності ±20 см. Загалом система продемонструвала надійність і ефективність у лабораторних умовах.
Висновки. Запропонована система виявлення вибухонебезпечних об’єктів об’єднує переваги аналогового сенсора, цифрової обробки сигналу, мобільної платформи та повітряної координації. Простота, автономність і низька вартість роблять її придатною для застосування у зонах ризику.
Завантажити
Посилання
Abdulmajeed, W. R., & Hussein, M. A. (2015). Factors effect on metal detecting system using mobile robot. International Journal of Computer Applications, 126(9), 43–46. https://doi.org/10.5120/ijca2015906194
Jeyagopi, R., Chan, C., & Ma’arof, M. (2022). Design metal detecting Arduino remote control robot vehicle controlled via Bluetooth. Journal of Innovation and Technology, 2022. https://iuojs.intimal.edu.my/index.php/joit/article/view/287
Kuzavkov, V. (2022). Application of methods of technical diagnosis in solving problems of cybernetic protection. Ukrainian Information Security Research Journal, 24(1), 29–36 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.18372/2410-7840.24.16861
Mishchuk, V. V., & Fesenko, H. V. (2024). Analysis of Computer Vision Methods and Means for Explosive Ordnance Detection Mobile Systems. Èlektronnoe modelirovanie, 46(1), 90–111 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/emodel.46.01.090
Mujiarto, B. P., Sambas, A., & Haerudin, I. (2021). Design of Arduino-based metal detector robot. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/355840656_Design_of_Arduino-Based_Metal_Detector_Robot
Nevlyudov, I., Yanushkevich, D., Tolkunov, I., Popov, I., & Ivanets, H. (2023). Justification of the need to create modern robotic and technical complexes for humanitarian demining. Problems of Emergency Situations, 2(38), 17–38 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-2
Oleksenko, O., Misiuk, H., IkaіevD., Korshok, V., & Palka, V. (2024). MAIN TRENDS IN THE USE OF UNMANNED AIRCRAFT IN THE RUSSIAN-UKRAINIAN WAR. Scientific works
https://doi.org/10.37701/dndivsovt.21.2024.12
Ravi Kiran, B., Padmini Rani, S., Venkatesh, S., Chandra Kanth, Y., Sasank Sai Krishna, M., & Siva Prasad, B. (2024). Metal detector robot using surveillance camera. International Journal of Research Publication and Reviews, 5(5). https://ijrpr.com/uploads/V5ISSUE5/IJRPR27963.pdf
Reshetnyak, M. (2024). Development of a metal detector automation system using Arduino (Explanatory note to the certification work of a higher education applicant at the first (bachelor's) level). Ministry of Education and Science of Ukraine; Kharkiv. National University of Radio Electronics [in Ukrainian]. https://openarchive.nure.ua/handle/document/27821
Savin, V. (2024). Improvement of the method for detecting explosive objects: Qualification work. OpenArchive NURE. Kharkiv National University of Radio Electronics. [in Ukrainian]. https://openarchive.nure.ua/handle/document/25976
Shovkoshytnyi , I. ., & Vasylenko, O. . (2024). Selection of indicators for assessing the effectiveness of the use of swarms of striking unmanned aerial vehicles to defeat non-stationary group targets. Air Power of Ukraine, 2(7), 61–72 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.33099/2786-7714-2024-2-7-61-72
Solodchuk, M., & Voitenko, V. (2022). Selection of an onboard object detector for UAVs. In Development and Modernization of Military Equipment for the Needs of the Armed Forces of Ukraine (pp. 280–282). Lund University. [in Ukrainian]
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Сучасні інформаційні технології
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
