Dizertačné práce

Cieľom dizertačnej práce je využitie ovplyvnenia magnetických a elektromagnetických polí v rôznych frekvenčných oblastiach prítomnosťou UAV pre jeho detekciu narušenia pri ochrane záujmového priestoru. Realizácia tohto cieľa vyžaduje analýzu signálových zmien v multisenzorovom systéme spôsobených prítomnosťou UAV, identifikáciu interferujúcich signálov a návrh detekčného zariadenia a algoritmov pre spracovanie detegovaných signálov.

Cieľom dizertačnej práce je využitie inovatívnych metód pre kalibráciu 3D snímačov magnetických polí. Realizácia tohto cieľa vyžaduje všeobecný a hlboký teoretický rozbor kalibračných metód snímačov vektorových fyzikálnych polí, návrh nových algoritmov na báze neurónových sietí a vybudovanie kalibračného pracoviska pre 3D magnetické snímače.

Vypracovanie efektívneho systém zberu, spracovania, archivácie a vizualizácie signálov multisenzorového systému predurčeného pre reálny bezpilotný prostriedok, vytvorenie multisenzorovej siete na niekoľkých bezpilotných prostriedkoch a vyriešenie vzájomného zdieľania, prípadne prenosu meraných signálov v rámci siete a na pozemné riadiace pracovisko, vytvorenie 3D modelu bezpilotného prostriedku, vizualizácia pohybu bezpilotného prostriedku v reálnom prostredí.

Analýza, návrh a realizácia nových metód riadenia a stabilizácie polohy viac rotorových bezpilotných prostriedkov s využitím veličín fyzikálnych polí. Praktická realizácia mikroprocesorového multisenzorického subsystému. Algoritmizácia stabilizácie polohy a pohybu okolo ťažiska aplikovaná na kvadrokopter.

Senzory na báze magnetických mikrodrôtov sú na jednej strane mimoriadne perspektívnymi pre technickú prax najmä pre bezkontaktnú diagnostiku či registráciu výskytu určených prevádzkových stavov, na druhej strane v súčasnosti bráni ich masovému rozšíreniu okrem iného aj nutnosť navrhnúť a do praktickej použiteľnosti dopracovať nové metódy meraní a spracovaní signálov. Využitie vybraných efektov, najmä GMI, pre návrh, realizáciu a overenie špecifických verzií snímačov fyzikálnych veličín a stavov môže priniesť nové poznatky a experimentálne overenie viacerých možných senzorových efektov. Predpokladaným vedeckým prínosom je zistenie a analýza javov vyskytujúcich sa pri pokuse o reálne využitie senzorových efektov, ako sú napríklad šumy, nestabilita, kríženie citlivosti a podobne. Experimentálne overenie viacerých možných senzorových efektov, analýza ich výhodných a nevýhodných vlastností z pohľadov náročnosti realizácie senzorov a možného praktického využitia. Pokrok, ktorý bude dosiahnutý v dizertačnej práci spracovanej na predloženú tému, významne prispeje k praktickému využitiu riešenej kategórie senzorov.

Cieľom práce je realizovať presný magnetometer pre archeologické a geofyzikálne aplikácie. Navrhnúť metodiku spracovania, vizualizácie a interpretácie nameraných dát.

Na vybraných konštrukčných oceliach pripravených cestou práškovej metalurgie aplikovať moderné metódy ich povlakovania a posúdiť ich vplyv na základné tribologické (kontaktná únava, abrázia) vlastnosti. V oblasti kontaktnej únavy zistiť vplyv povlakovania na životnosť materiálov, popísať mechanizmus poškodzovania a stanoviť možnosti prognózovania. V oblasti odolnosti voči opotrebeniu (abrázia) stanoviť koeficienty trenia, kinetiku a charakter poškodzovania a to ako za sucha tak aj s použitím lubrikantu. V prípade možnosti nájsť koreláciu medzi opotrebením a životnosťou pri kontaktnej únave.

Súčasný stav v oblasti riadenia zložitých multisenzorových systémov, napríklad UAV, robotizovaných lietajúcich plošín či špeciálnych servorámov; riešenie problematiky moderných prístupov v riadení systémov, problematiky integrácie a fúzie signálov senzorov a súradnicovými sústavami a ich posunmi, rotáciou a transformáciou.

Súčasný stav senzorových efektov na magnetických mikrodrôtoch, fyzikálnymi princípmi GMI a pohyb doménovej steny; súčasný stav senzorov na báze magnetických mikrodrôtov, s dôrazom na princípy využívajúce bistabilné magnetické mikrodrôty, stavom v matematickom spracovaní signálov a v odbore elektronických systémov pre spracovanie signálov na báze mikrodrôtov.

Súčasný stav v problematike integrácie senzorov najmä v navigačných systémoch a stav v matematickom spracovaní signálov; dostupné SW prostriedky pre matematické spracovanie s dôrazom na open-source.

Súčasný stav v problematike konštrukcie multisenzorových systémov; Návrh číslicovej časti elektroniky 4 kanálového magnetometra; Návrh koncepcie programového vybavenia 4k magnetometra.

Súčasný stav v problematike konštrukcie multisenzorových systémov so zameraním na bezpečnostnú a zabezpečovaciu techniku. Písomnú časť dizertačnej skúšky spracovať na základe najnovších vedeckých poznatkov z oblasti priemyslu, leteckej techniky a výstavby inteligentných budov.

Súčasný stav v problematike špeciálnych indukčných senzorov so zameraním na gradientné senzory; Súčasný stav senzorov systému KDP a návrh možných alternatív; Matematické modely indukčných senzorov a modely v prostredí QuickField; Analýza metodiky určovania charakteristík.

Súčasný stav v problematike magnetických mikrodrôtov; Možnosti technických aplikácií bipolárnych magnetických mikrodrôtov; Experimentálne meranie magnetických vlastností mikrodrôtov; Koncepcia pracoviska na dekódovanie magnetických tágov na báze mikrodrôtov.

Problematika konštrukcie multisenzorových systémov so zameraním na bezpečnostnú a zabezpečovaciu techniku z oblasti priemyslu, leteckej techniky a výstavby inteligentných budov.

Kontaktná únava; Analýza súčasného stavu riešenia problematiky a literatúry, ktorá sa zaoberá skúmanou problematikou; Zvolenie metód riešenia dizertačného projektu.

Realizácia praktických meraní slabých stacionárnych a nízkofrekvenčných magnetických polí pomocou priestorovo rozmiestnených senzorov; Využitie klasických štatistických metód na analýzu, syntézu a časopriestorovú vizualizáciu nameraných signálov; Aplikácia metód a postupov používaných v teórii chaosu na skúmanie väzby medzi jednotlivými hodnotami časovej postupnosti a hľadania usporiadanosti pri časopriestorovej vizualizácii nameraných údajov.

Realizácia systémov merania a monitorovania zdrojov a rozvodov 50 Hz na báze 4-kanálových magnetometrov; realizácia hardvéru a softvéru; využitie realizovaného systému na nízko lietajúcich objektoch; analýza možnosti využitia systému na zisťovanie nelegálneho odberu elektrickej energie.

Návrh a praktická realizácia subsystémov pre vektorové meranie lineárnych zrýchlení, uhlových zrýchlení, lokálneho magnetického poľa a rýchlosti vzduchu s využitím MEMS a mikrokontrolérov; Experimentálne určenie statických a dynamických prevodových charakteristík použitých snímačov; Integrácia subsystémov s využitím priemyselného počítača, návrh a realizácia programového vybavenia na vizualizáciu a záznam meraných signálov; Návrh algoritmov popisu trajektórie pohybu pre aplikačné využitie.

Multikanálové snímače magnetického poľa; koncepcia magnetometrického servera; sieťová prevádzka skupiny magnetometrických serverov; realizácia programového vybavenia pre server; klientsky softvér; aplikačný softvér.

Tvorba digitálnej priestorovej mapy záujmového priestoru; virtualizácia palubných prostriedkov pohybujúceho sa objektu; vizualizácia pohybu objektu v priestore; návrh a realizácia modelu riadenia pohybu objektu