Aine eesmärk

Anda õppijale põhjalikud alusteadmised mehitamata liikurite (õhudroonid, maismaadroonid, meredroonid) tehnoloogiast, kasutusvaldkondadest, ohutusest ja põhifunktsioonidest.

Üldised õpiväljundid

Kursuse läbinu:

• mõistab droonitehnoloogia põhimõisteid;

• tunneb droonide riistvara ja tarkvara alusteadmisi;

• teab droonide kasutusvaldkondi;

• oskab hinnata ohutus- ja regulatsiooninõudeid;

• oskab analüüsida lihtsamaid missioonistsenaariume.

Moodul 1. Droonitehnoloogia alused (1 EAP)

Mooduli eesmärk

Anda süsteemne ülevaade mehitamata liikurite tehnoloogiast ning klassifikatsioonist.

Sisu

1.1 Droonitehnoloogia mõisted

• Mehitamata liikuri definitsioon

• Droonisüsteemi arhitektuur

• Sensor–juht–täitur mudel

• Autonoomia tasemed

1.2 Droonide tüübid

• Õhudroonid

• Maismaadroonid

• Meredroonid (pinnal liikuvad ja allveetüübid)

1.3 Mehaanika ja füüsikalised põhimõtted

• Tõstejõud ja aerodünaamika

• Hõõrdumine ja veetakistus

• Stabiliseerimise alused

• Energiakasutuse põhimõtted

1.4 Droonisüsteemi põhikomponendid

• Raam ja konstruktsioon

• Jõuallikad

• Sensorid

• Kontrollerid

• Sidekanalid

Praktiline osa

• Drooniplatvormide identifitseerimine

• Komponentide äratundmine

• Lihtsa süsteemiskeemi koostamine

Moodul 2. Õhudroonid ja nende tehnoloogia (1.5 EAP)

Mooduli eesmärk

Õppida õhudroonide ehitust, juhtimist ja rakendusi.

Sisu

2.1 Õhudroonide ehitus

• Multirootor- ja tiibdroonid

• Propellerite konfiguratsioonid

• Mootorid ja ESC kontrollerid

• Aku- ja toitesüsteemid

2.2 Sensorite süsteemid

• GPS ja GNSS navigatsioon

• Inertsiaalmõõtesüsteem (IMU)

• Baromeeter

• Kaamerad ja lidar

2.3 Juhtimine ja tarkvara

• Autopiloodisüsteemid

• Lennumissiooni planeerimine

• Telemeetria

2.4 Rakendusvaldkonnad

• Kaardistamine ja fotogramm-meetria

• Inspekteerimine

• Päästetöö

• Põllumajandus

• Turvalisus

2.5 Ohutus ja regulatsioon

• Lennupiirangud

• Riskihindamine

• Akuohutus

• Ilmastikutingimused

Praktiline osa

• Lennusimulaatorid

• Missiooni planeerimine

• Stabiliseeritud lennu harjutus (laboris)

Moodul 3. Maismaadroonid (1 EAP)

Mooduli eesmärk

Tutvuda maismaal liikuvate mehitamata robotplatvormidega.

Sisu

3.1 Maismaadroonide ehitus

• Ratassõidukid

• Roomiksüsteemid

• Vedrustus ja ajamimehhanismid

3.2 Juhtimine ja autonoomia

• Teekonnaplaneerimine

• Takistuste tuvastamine

• SLAM-tehnoloogia alused

3.3 Sensorite komplekt

• Ultraheliandurid

• Kaamerapõhine navigeerimine

• Lidar ja sügavusandurid

3.4 Rakendused

• Ladude logistika

• Keskkonnaseire

• Kaitsetehnoloogia

• Maa-alune inspektsioon

Praktiline osa

• Lihtsa maismaaroboti marsruudi programmeerimine

• Sensorandmete lugemine

Moodul 4. Meredroonid (1.5 EAP)

Mooduli eesmärk

Anda teadmised vee- ja mererobotite tehnoloogiast.

Sisu

4.1 Meredroonide tüübid

• Pinnaveerobotid (USV)

• Allveerobotid (UUV)

4.2 Konstruktsioon ja materjalid

• Korrosioonikindlad materjalid

• Tihendus- ja survekindlus

• Hüdrodünaamika alused

4.3 Navigatsioon veekeskkonnas

• Sonarisüsteemid

• Veealune positsioneerimine

• Kommunikatsioon vees

4.4 Rakendused

• Merepõhja kaardistamine

• Keskkonnaseire

• Sadamate turvalisus

• Hüdroloogilised uuringud

4.5 Ohutus

• Surve- ja lekkekontroll

• Töö piirangud veealustes tingimustes

Praktiline osa

• Missioonisimulatsioon

• Andurite töö testimine

Moodul 5. Droonisüsteemide eetika, turvalisus ja tulevik (0.5 EAP)

Sisu

5.1 Küberturvalisus

• Sidekanalite kaitse

• Andmete krüpteerimine

• Häkkeriohud

5.2 Õiguslik raamistik

• Lennu- ja kasutusregulatsioonid

• Andmekaitse

5.3 Eetika

• Jälgimistehnoloogia eetilised aspektid

• Privaatsus

5.4 Tulevikutehnoloogiad

• Autonoomsed drooniparved

• Tehisintellekti integratsioon

• Energia salvestustehnoloogiad

Mehitamata sõiduki juhtimine (erikategooria piloot)

2. Õppekava maht

• 8 EKAP (208 akadeemilist tundi)

Õppetöö liikMahtKontaktõpe120 tundiPraktika ja simulatsioon40 tundiIseseisev töö48 tundi

3. Õppekava õpiväljundid

Koolituse läbinu:

1. Planeerib mehitamata süsteemi operatsiooni ohutult.

2. Rakendab riskihindamise põhimõtteid.

3. Analüüsib meteoroloogilisi tingimusi operatsiooni läbiviimiseks.

4. Kasutab navigatsiooni- ja positsioneerimissüsteeme.

5. Juhtib mehitamata platvormi õhus, vees ja maismaal.

6. Järgib Euroopa regulatiivseid nõudeid, sh European Union Aviation Safety Agency põhimõtteid.

4. Õpingute alustamise tingimused

Õppija peab:

• olema vähemalt 18-aastane

• omama põhiharidust

• omama arvutikasutuse algtaset

• tervislik seisund peab võimaldama operatsioonide ohutut läbiviimist

5. Õppekava moodulid

Moodul 1. Õiguslik raamistik ja operatsiooniohutus – 1,5 EKAP (39 h)

Õpiväljundid

• Tunneb mehitamata süsteemide erikategooria regulatsioone.

• Koostab operatsiooniohutusplaani.

Teemad

• Lennu- ja operatsioonipiirangud

• Riskihindamine

• NOTAM süsteem

• Andmekaitse ja privaatsus

• Vastutuse põhimõtted

Moodul 2. Meteoroloogia operatsioonide planeerimisel – 1,5 EKAP (39 h)

Õpiväljundid

• Hindab ilmastiku mõju operatsioonile.

Teemad

• Atmosfäärinähtused

• Tuule mõju platvormile

• Nähtavus ja pilvisus

• Sademed ja jäätumine

• Mikroklimaatilised mõjud

Praktiline töö

• Ilmaprognoosi analüüs operatsiooni jaoks.

Moodul 3. Navigatsioon ja positsioneerimine – 1,5 EKAP (39 h)

Õpiväljundid

• Planeerib trajektoori GNSS põhjal.

Teemad

• Koordinaatsüsteemid

• GNSS tööpõhimõtted

• Multipath ja signaalihäired

• Kaardiõpe

• Waypoint planeerimine

Praktiline töö

• Missiooni trajektoori koostamine.

Moodul 4. Platvormi juhtimine – 2 EKAP (52 h)

Õpiväljundid

• Juhtib mehitamata õhu-, vee- ja maismaasõidukit.

Teemad

Õhusüsteemid

• Start ja maandumine

• Stabiilsuse kontroll

• Sensorite kasutamine

Veepõhised süsteemid

• Voolu ja lainetuse mõju

• Manööverdamine

Maismaasüsteemid

• Takistuste tuvastamine

• Terrain navigation

Praktiline töö

• Kontrollitud missiooniharjutused.

Moodul 5. Missiooni planeerimine ja riskijuhtimine – 1,5 EKAP (39 h)

Õpiväljundid

• Koostab operatsiooniplaani.

Teemad

• SORA riskihindamine

• Fail-safe süsteemid

• Sidekatkestuse protseduurid

• Hädaolukorra juhtimine

Praktiline töö

• Täisoperatsiooni simulatsioon.

Moodul 6. Integreeritud praktiline töö – 0,5 EKAP (10 h)

• Simulaatorõpe

• Juhendatud operatsioon

6. Õppemeetodid

• Loeng

• Seminar

• Simulatsioon

• Praktika

• Probleemõpe

7. Hindamismeetodid

Teoreetiline hindamine

• Kirjalik test (min 75%)

Praktiline hindamine

• Operatsiooniplaani koostamine

• Missiooni sooritamine

• Ohutusprotseduuride järgimine

8. Õppekeskkonna nõuded

• Sertifitseeritud simulaator

• GNSS navigatsiooniseadmed

• Mehitamata platvormid

• Ilmaandmete reaaljuurdepääs

9. Õppekava lõpetamine

Õppija peab:

• läbima vähemalt 80% õppetööst

• sooritama teooriaeksami

• sooritama praktilise operatsiooni

Õppekava eesmärk on anda õppijale teadmised, oskused ja hoiakud mehitamata sõidukite (UAV, droonide) ohutuks opereerimiseks, hooldamiseks, seadistamiseks ja tehniliseks teenindamiseks vastavalt kehtivatele nõuetele.

• Teadmised süsteemide ehitusest ja tööpõhimõtetest

• Lennuohutus ja regulatsioonid

• Oskused drooni ohutuks käsitlemiseks ja piloteerimiseks

• Lennu planeerimiseks ja läbiviimiseks erinevates tingimustes

• oskused diagnostikaks ja rikete tuvastamiseks

• Kogutud andmete käsitlemiseks ja kasutamiseks

• valmisoleku töötada drooni operaatori või tehnikuna erinevates valdkondades

  
  

• mõistab drooninduse valdkonna arengusuundi ja kasutusvõimalusi

• kavandab oma õpiteed ja karjäärivõimalusi drooninduses

• kasutab digivahendeid UAV õppimiseks ja tööks

• analüüsib oma oskusi ja arenguvajadusi UAV operaatori või tehnikuna

• töötab iseseisvalt ja meeskonnas UAV tööülesannete täitmisel

• järgib tööohutuse, lennuohutuse ja professionaalse käitumise põhimõtteid

1. Drooninduse valdkond ja võimalused

• droonide kasutusvaldkonnad:

  • kaardistamine ja geodeesia

  • ehitus ja inspektsioon

  • põllumajandus

  • pääste ja turvalisus

  • logistika

  • filmimine ja fotograafia

• UAV operaator ja tehnik

• tööandjate ootused ja nõuded

• kutsealane areng ja spetsialiseerumine

2. UAV tehnoloogiate areng ja tulevikutrendid

• UAV tehnoloogia areng

• autonoomsed süsteemid

• tehisintellekti kasutamine droonides

• uued sensorid ja süsteemid

• droonide roll tuleviku töömaailmas

3. Digioskused drooninduses

• UAV tarkvara kasutamine

• lennu planeerimise tarkvara

• digitaalne suhtlus ja koostöö

4. Tööohutus UAV valdkonnas

• lennuohutus ja riskiteadlikkus

• tööohutus UAV kasutamisel

• vastutus

• töö dokumenteerimine

• lennukontrollerid (flight controller)

• autopiloodi süsteemid

• firmware ja selle roll

• UAV konfiguratsioon

2. Automatiseeritud lennumissioonid

• waypoint süsteemid

• autonoomne lend

• missiooni planeerimine

• missiooni automatiseerimine

3. UAV ja väliste süsteemide integreerimine

• API kasutamine

• UAV tarkvaraliidesed

• andmete lugemine ja kasutamine

• sensorite andmete kasutamine

4. Tarkvara testimine ja diagnostika

• vigade tuvastamine

• logide lugemine

• süsteemi testimine

• probleemide lahendamine

Praktilised tegevused

• lihtsate UAV juhtimisprogrammide koostamine

• UAV ühendamine ja juhtimine tarkvara abil

• automatiseeritud lennumissiooni loomine

• UAV konfiguratsiooni muutmine

• UAV logide analüüs

• UAV tarkvara testimine