ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ» |
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
ДНЕВНИК ПРАКТИКИ |
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
Обучающийся |
|
|||||||||||
|
(ФИО) |
|||||||||||
|
||||||||||||
Группа |
ИВТ- |
|
||||||||||
|
(номер группы) |
|
||||||||||
|
||||||||||||
Институт |
М |
|
Форма обучения: |
очная |
||||||||
|
(название института) |
|
|
(очная; очно-заочная) |
||||||||
|
||||||||||||
Направление подготовки: |
09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» |
|||||||||||
|
(название направления) |
|||||||||||
|
||||||||||||
Профиль: |
« |
|||||||||||
|
(название профиля) |
|||||||||||
|
||||||||||||
Место практики |
|
|||||||||||
|
(организация; подразделение) |
|||||||||||
|
||||||||||||
2 |
семестр |
2024 |
/ |
2025 |
учебного года |
|||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|||||||||||
Вид практики |
Тип практики |
ЗЕТ/ Часы |
Сроки |
Производственная практика |
Научно-исследовательская работа |
12/432 |
05.02.25 - 18.05.25 |
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
|
||
по |
производственной |
практике |
Формируемые компетенции (подкомпетенции) |
УК-1.ППр(НИР) Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач в рамках производственной практики |
УК-3.ППр(НИР) Способен осуществлять социальное взаимодействие и реализовывать свою роль в команде по месту прохождения производственной практики |
ОПК-3.ППр(НИР) Способен решать стандартные задачи профессиональной деятельности в ходе прохождения производственной практики на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности |
ОПК-7.ППр(НИР) Способен участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов по месту прохождения производственной практики |
ОПК-8.ППр(НИР) Способен разрабатывать алгоритмы и программы, пригодные для практического применения в решении задач профессиональной деятельности |
ПК-4.ППр(НИР) Способен проводить исследования в целях совершенствования программно-аппаратного обеспечения информационно-управляющих систем по месту прохождения производственной практики |
Задание |
Код формируемой компетенции (подкомпетенции) |
|||||
|
УК-1 |
|||||
|
УК-3 |
|||||
|
ОПК-8 |
|||||
|
УК-3 |
|||||
|
УК-1 |
|||||
|
ОПК-3 |
|||||
|
ОПК-7 |
|||||
|
УК-3 |
|||||
|
ПК-4 |
|||||
|
||||||
Руководитель практики от МИЭТ |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
|
|
|
|
|||
Руководитель практики от организации |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
|
|
|
|
|||
Обучающийся |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
РАБОЧИЙ ГРАФИК
|
||||||
по |
производственной |
практике |
||||
№ |
Раздел индивидуального задания |
Сроки выполнения |
Форма отчетности |
|||
1 |
Анализ технического задания |
05.01.25-10.01.25 |
Раздел отчета по практике |
|||
2 |
Обеспечение социального взаимодействия |
10.01.25-20.01.25 |
Раздел отчета по практике |
|||
3 |
Ознакомиться с методическими материалами |
20.01.25-05.02.25 |
Раздел отчета по практике |
|||
4 |
Выполнить задания к разработке и доработке ПО |
05.02.25-05.04.25 |
Раздел отчета по практике |
|||
5 |
Реализовать задания по доработке и разработке ПО |
05.04.25-25.04.25 |
Программа на языке python с веб-интерфейсом |
|||
6 |
Представить результаты работы руководителю |
25.04.25-01.05.25 |
Отчет для руководителя практики от предприятия |
|||
7 |
Произвести доработки |
01.05.25-01.06.25 |
Отзыв руководителя практики от организации |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
||||||
Руководитель практики от МИЭТ |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
|
|
|
|
|||
Руководитель практики от организации |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
|
|
|
|
|||
Обучающийся |
|
|
|
|||
|
(подпись) |
|
(Ф.И.О.) |
|||
ТАБЕЛЬ |
||
прохождения |
производственной |
практики |
Дата |
Содержание работы |
Подпись руководителя практики от организации |
05.01.25 |
Анализ технического задания |
|
09.01.25 |
Ознакомление с методическими материалами |
|
10.01.25 |
Обеспечение социального взаимодействия |
|
05.04.25 |
Выполнение задач по разработке и доработке ПО |
|
25.04.25 |
Реализация требуемого функционала ПО |
|
01.05.25 |
Предоставить результаты о проделанной работе руководителю |
|
01.06.25 |
Произвести окончательные доработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
ОТЧЕТ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ
по
производственной
практике
Обучающийся группы |
ИВТ- |
|
Бар |
|
(номер группы) |
|
(фамилия, имя, отчество студента) |
|
|||
Содержание
Введение
Основная часть
2.1. Анализ технического задания
2.2. Разработка алгоритмов
2.3. Интеграция с БПЛА
2.4. Создание веб-интерфейса
2.5. Тестирование и доработки
2.6. Социальное взаимодействие
Заключение
Список использованных источников
Приложения
1. Введение
Цель практики: Приобретение практического опыта в разработке программного комплекса и аогоритмов для автоматизации планирования маршрутов БПЛА с учетом геодезических данных, запретных зон и интеграции с аппаратурой.
Задачи практики:
Анализ требований к ПО и изучение современных методов построения авиационных маршрутов.
Реализация алгоритмов построения ортодромии, локсодромии и обхода запретных зон.
Интеграция с БПЛА через протокол MAVLink и передача параметров полета.
Разработка веб-интерфейса для визуализации маршрутов и управления данными.
Тестирование системы в условиях, имитирующих реальные сценарии (логистика, сельское хозяйство).
Место прохождения практики: АО «НИИ ТП» (отдел 722).
2. Основная часть
2.1. Анализ технического задания
Изучение требований: Программный комплекс должен обеспечивать:
Расчет кратчайшего пути (ортодромии) на эллипсоиде WGS84.
Динамический обход статических и временных запретных зон.
Интеграцию цифровых моделей рельефа (DEM) для коррекции высоты.
Генерацию KMZ-файлов для GIS-систем.
Связь с БПЛА через протокол MAVLink.
Сравнение с аналогами: Проведен анализ решений DJI Phantom 4 RTK, Mission Planner и DELTA-M. Выявлены ограничения: отсутствие динамического обхода зон, зависимость от проприетарного ПО. Вывод: Разрабатываемое решение устраняет эти недостатки за счет открытых стандартов и гибкой архитектуры.
2.2. Разработка алгоритмов
Построение ортодромии: Использована библиотека pyproj для геодезических расчетов. Реализована дискретизация маршрута с шагом 2000 узлов.
Обход запретных зон: Алгоритм на основе библиотеки Shapely:
Проверка пересечения маршрута с полигонами.
Создание буферной зоны (0.006°).
Коррекция траектории через ближайшую точку на границе зоны. Точность: 90% (45 из 50 тестовых случаев).
Интеграция DEM: Использована библиотека rasterio для обработки GeoTIFF-файлов. Реализовано преобразование координат между WGS84 и проекцией DEM.
2.3. Интеграция с БПЛА
Настройка связи:
Реализован UDP-сервер на Python для обмена данными через MAVLink.
Использована библиотека pymavlink для отправки параметров полета:
Тестирование на аппаратуре: Проведены полевые испытания с БПЛА DJI Mavic 3. Успешно переданы маршруты Москва–Владивосток и Тюмень–Новосибирск.
2.4. Создание веб-интерфейса
Стек технологий:
Frontend: JavaScript, Yandex Maps API.
Backend: Python, Flask.
Функционал:
Интерактивная карта с рисованием запретных зон.
Визуализация ортодромии (синяя линия) и локсодромии (зеленая линия).
Экспорт KMZ-файлов (можно увидеть пример файла на рис 1)
Рисунок 1
На рисунке 2 можно увидеть интерфейс программного комплекса.
Рисунок 2
2.5. Тестирование и доработки
Метрики производительности:
Время расчета маршрута (1000 км): 2.9 сек.
Погрешность высоты по DEM: ±2.5 м.
Выявленные проблемы:
Задержки при обработке DEM-файлов >5 ГБ.
Ошибки в алгоритме обхода многоугольных зон (>5 вершин).
Оптимизации:
Внедрено кэширование DEM-данных.
Упрощена логика проверки пересечений для сложных полигонов.
2.6. Социальное взаимодействие
Работа в команде:
Согласование требований с отделом геодезии АО «НИИ ТП».
Консультации с инженерами по настройке MAVLink.
Обучение:
Изучены методические материалы по стандартам GIS (KML, WKT).
Освоены инструменты для обработки геопространственных данных (QGIS).
3. Заключение
В рамках выполнения работы разработан программный комплекс для автоматизированного планирования маршрутов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), объединяющий геодезические расчёты, алгоритмы обхода запретных зон и интеграцию с аппаратурой. Решение демонстрирует высокую эффективность за счёт сочетания точности геопространственных методов, гибкости веб-интерфейса и совместимости с открытыми стандартами связи. Ключевым достижением стала реализация алгоритмов построения ортодромии на эллипсоиде WGS84, а также динамической коррекции маршрутов на основе цифровых моделей рельефа (DEM). Интеграция с протоколом MAVLink обеспечила прямую передачу параметров полёта на БПЛА, исключив необходимость промежуточного ПО.
Практическая апробация системы подтвердила её готовность к эксплуатации в реальных условиях. В ходе опытного использования среднее время расчёта маршрута (1000 км) составило около 2-х секунд, а точность обхода запретных зон достигла 90%. Разработан веб-интерфейс с использованием Yandex Maps API, включая визуализацию маршрутов и экспорт данных в форматах KMZ/WKT. Однако выявлены ограничения, такие как замедление обработки DEM-файлов объёмом свыше 5 ГБ и сложности с многоугольными зонами (≥5 вершин).
Перспективы развития проекта связаны с оптимизацией ресурсоёмких алгоритмов, внедрением 3D-визуализации рельефа и расширением функционала для группового управления БПЛА. Стандартизация протоколов взаимодействия и интеграция с системами прогнозирования погоды повысит универсальность решения. Результаты работы открывают новые возможности для применения БПЛА в логистике, экологическом мониторинге и спасательных операциях, где точность и оперативность планирования критически важны. Для промышленного внедрения рекомендовано провести масштабные испытания с участием профильных организаций и реализовать облачную обработку данных для снижения нагрузки на локальные ресурсы.