A kutatás célja egy komplex rendszer (hardver + szenzor + szoftver) alkalmazásorientált fejlesztése, mely a környezeti elemeket és eseményeket, azok változását időben és térben érzékeli (Situational awareness, SA). A rendszer első eleme az illegális migrációval érintett határszakaszok, környezetváltozás szempontjából érzékeny, katasztrófával sújtott régiók vagy hulladéklerakással terhelt területek néhány óránkénti megfigyelését ellátni tudó légieszköz kiválasztása, továbbfejlesztése. Másik komponens a légieszközre szerelt, időjárás független szenzorok kiválasztása és tesztelése: lézeres letapogató, infraszínes kamera, hőkamera. A légijármű képes lesz egy területet autonóm térképezni, vagy élőképet közvetíteni. A rendszer harmadik eleme egy nagy feldolgozási kapacitású, párhuzamosított célszoftver fejlesztése, amely határrendészeti vagy környezetterhelési szempontból kritikus objektumokat a pontfelhőből (alagút bejáratok, személyek, létrák) vagy változó felszíni elemeket (ösvények, szemetelés) a változásképből felismerni, térképen megjeleníteni és szükség esetén riasztásokat indítani. A projekt kiterjed a rendszer piaci előkészítésére, a jövőbeli üzemeltetés költségelemzésére, és a technológia népszerűsítésére is.

1. Szakmai igények alapján rendszerterv, koncepcionális és funkcionális terv létrehozása.
2. Merevszárnyú drón prototípusának összeállítása határmegfigyelési és környezetértékelési feladatokhoz.
3. Ferde tengelyű, három elemből álló szenzorrendszer célnak megfelelő kiválasztása, összeszerelése és tesztelése.
4. Légi lézeres adatfeldolgozó szoftver prototípus fejlesztése határmegfigyelés, alagút detektálás, kerítés állapot, környezetértékelési feladatokra.
5. Infraszínes és hőkamerás felvételi idősorok feldolgozásához szoftver prototípus fejlesztése a környezet változásainak detektálásához.
6. Felhő alapú webes alkalmazás fejlesztése térben és időben változó környezeti elemek tárolása és megjelenítése.
7. Tesztlabor kialakítása komplex tesztelési feladatok kivitelezéséhez (terheléses tesztek, találat-tévesztés, felhasználói felület teszt).
8. Fejlesztett rendszer komplex költségelemzése, piaci előkészítés tanulmánya.
9. Az alkalmazott technológiák népszerűsítése, a téma és a technológia iránti társadalmi érzékenyítés, széleskörű tájékoztatás.

Project title: Development of a fixed-wing drone and evaluation software for border monitoring and environmental assessment
Project identification number: TKP2021-NVA-13
Participants: University of Sopron
Call for Proposals: Thematic Excellence Programme 2021 - National Defence, National Security Sub-programme
Project duration: 1 January 2022 - 31 December 2025
Total project cost: HUF 799 978 000
Contracted amount: HUF 799 978 000
Project leader: Dr. habil. Kornél Czimber
Project manager: Andrea Tímár

DETAILED DESCRIPTION

The aim of the research is the application-oriented development of a complex system (hardware + sensor + software), which detects environmental elements and events and their changes in time and space (Situational awareness, SA). The first element of the system is the selection and further development of an airborne device capable of monitoring border sections affected by illegal migration, environmentally sensitive regions affected by disasters or areas with waste dumping every few hours. The next component is the selection and testing of weather-independent sensors mounted on the airborne equipment: laser scanner, infrared camera, thermal camera. The aircraft will be able to autonomously map an area or transmit live images. The third element of the system is the development of a parallelised target software with high processing capacity, which can detect critical objects from the point cloud (tunnel entrances, persons, ladders) or changing surface elements (paths, littering) from the change image, display them on a map and trigger alerts if necessary. The project will also include the market preparation of the system, cost analysis for future operation and promotion of the technology.

The expected results of the research are:

1. Development of a system design, conceptual and functional plan based on professional needs.

2. Development of a prototype fixed wing drone for border surveillance and environmental assessment tasks.

3. Selection, assembly and testing of a tilted-axis, three-element sensor system  fit for the purpose.

4. Development of a prototype of airborne laser data processing software for border surveillance, tunnel detection, fence status, environmental assessment tasks.

5. Development of a software prototype for processing infrared and thermal imaging time series for environmental change detection.

6. Development of a cloud-based web application to store and display spatially and temporally varying environmental elements.

7. Development of a test lab for complex testing tasks (load tests, hit-failure, user interface test).

8. Complex cost analysis of developed system, market preparation study.

9. Promotion of the technologies used, social sensitisation to the subject and the technology, wide dissemination of information.