Презентация проекта«Система навигации беспилотных летательных аппаратов с помощью видео. Их использование и для навигации и управления наземными роботами с воздуха»

Наименование организации: Общество с ограниченной ответственностью «Транзист Видео»

2

Резюме инновационного проекта

Общее описание Проекта

Описание проблемы, на решение которой направлен Проект

Наличие сигнала GPS является в настоящее время необходимым условием выполнения беспилотными летательными аппаратами поставленных задач. Отсутствие или намеренное подавление сигнала приводит к невозможности точно определить собственные координаты, и, как следствие, выполнить полёт по заданному маршруту. Применение инерциальных навигационных систем также не решает задач в полной мере: существующие на рынке решения (GPS/INS) не обладают автономностью, высокоточные продукты имеют высокую цену, непомехоустойчивые. Проект предлагает решить задачу обеспечения автономности применения БЛА в условиях отсутствия сигналов спутниковой навигации на основе альтернативных источников данных - видовой информации, поступающей с бортовых фото и видеокамер дневного и инфракрасного диапазонов и данных цифрового рельефа местности. Также в рамках проекта планируется создание видеонавигатора для автономного контроля с воздуха наземных роботов (газонокосилок)

Суть разработки (описание производимого продукта (технологии) и его характеристики)1. Планируется разработать пакет программ, включающий в себя три метода для комплекного решения задач видеонавигации: Метод, работающий по текущим снимкам без привлечения дополнительной информации. В первом кадре видеопотока он находит характерные точки и

далее отслеживает их перемещение в кадре. По характеру перемещения программа определяет, как изменяется положение и ориентация самой камеры. Метод точной привязки по рельефу по стереоэффекту, возникающему при движении камеры. Он восстанавливает рельеф местности и сравнивает его с

заложенными в память данными, в случае «узнавания» определяются точные координаты и ориентация камеры Метод точной привязки по эталонным фотографиям. Кадры видео сравниваются с заложенными в память изображениями участков маршрута, в случае

«узнавания» определяются точные координаты и ориентация камеры2. На основе разработанного пакета программ планируется создать упрощенный коммерческий видеонавигатор для управления наземными роботами с воздуха и макетный работающий образец видеонавигатора для БПЛА.

Технологическая направленность Проекта

Космические технологии, прежде всего в области телекоммуникаций и навигационных систем (в том числе создание соответствующей наземной инфраструктуры). Кроме того, проект может быть использован для вполне «земных» целей: газонокосилки, навигаторы для БПЛА, используемых с целью мониторинга лесных пожаров, нефте-газопроводов

Описание рыночного потенциала Проекта

Основными рынками проекта являются рынки видео и навигационного оборудования для БПЛА (около 690 млн долларов в год сейчас) и рынок наземных роботов – газонокосилки, трактора, уборочные машины (для газонокосилок – рынок около 3 млд. долларов в год сейчас)

Динамика развития Проекта до настоящего времени

Что уже сделано для решения рассматриваемой проблемы (по созданию продукта, технологии)Поданы две заявки на патент по теме воздушной навигации для наземных роботовСобрана база данных содержащие алгоритмы для видеонавигации. Работы принадлежат как авторам проекта, так и опубликованы другими исследователямиОпределены базовые методы и алгоритмы, которые охраняются в режиме ноу-хау

Текущее состояние

Текущее состояние проводимой командой НИОКР и параметры имеющихся результатов, образцов

Создана Проектная компания, ведется поиск инвестора

Перспективы разработки• Технические параметры конечного продукта проекта 1-ый метод: ошибка положения при движении по незамкнутым траекториям составляет примерно 1/1000-1/10000 относительно пройденного

пути, ошибка угла 0.00000001- 0.000005 градус/метр (для типовых параметров) . При движении по замкнутым траекториям ошибка может быть обнулена при выходе на уже пройденный участок.

2 и 3 метод: ошибка зависит от разрешения камеры, расстояния между точками съемки для пары сравниваемых снимков, числа найденных соответствующих точек и точности определения их позиции, высоты полета, точности имеющихся данных о местности, разрешения местности, самого вида местности- ошибка положения 3-50 м; ошибка ориентации 0.02-1.39 градуса (для типовых параметров)

• Технические параметры продукта, достигнутые на данный момент с указанием наличия подтверждающего материалаЛетные испытания 2 метода, разрабатываемого авторами проекта., были проведены в Израиле в 2010 году. Точность определения угла 1.5

градуса, положения - 25 метров (http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5567111&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5567111)

• Планируемый срок начала реализации Проекта и начала коммерциализации разработкиПланируется начать проект в начале 2013 года. Продажа пакета программ возможна в 2014. В 2015 возможна продажа старт-апа и прототипов

видеонавигатора. Если будет создана опытная партия – продажа ее и технологи в 2017• План достижения

Критические научно-технологические неопределённости, которые будет необходимо устранить в ходе НИОКР

Данный проект аналогичен Манхэттенскому проекту , т.е. общие принципы известны, но каждая мелкая «деталь» достойна докторской диссертации. Именно разработе этих «деталей» видеонавигации и будет посвящен НИОКР. Планируемые этапы НИОКР и промежуточные целевые показатели (функциональные и количественные)

Планируемые этапы НИОКР и промежуточные целевые показатели (функциональные и количественные)• На текущий момент проект находится на стадии научно-исследовательских работ: Базовые методы и алгоритмы определены. В ходе разработки будет создана и запарентована новая интеллектуальная собственность, которую необходимо будет запатентовать - по

видеонавигации и координации действий наземных роботов с воздуха. • Реализация проекта планируется в два этапа в течение 24 месяцев: 1 год проекта: промежуточный продукт Пакет программ для видео-навигации БЛА и распознавания объектов 2 год проекта: Конечный продукт: Видео-навигатор для БЛА и наземного робота, их испытания.

Резюме инновационного проекта

3

Программная реализация алгоритмов в виде пакета программ ПК для обработки входных данных с целью

восстановления траектории полёта

Аппаратная реализация методов в виде специализированного вычислительного устройства, а

также дальнейшее совершенствование и развитие разработанных методов

Испытания на видовой информаци

и

Летные испытания

3 мес 9 мес9 мес 3 мес

1 этап 2 этап

Этап Мероприятия Результат Подтверждающие документы

1 этап Составление алгоритмов - три метода видеонавигации БПЛА Тесты алгоритмов Документы в формате MS Word

Программная реализация алгоритмов - три метода видеонавигации БПЛА

Тексты программ Файлы приложений *.exe

Создание упрощенных алгоритмов для наземного робота Тексты алгоритмов и программ Документы в формате MS Word, Файлы приложений *.exe

Испытания на видовой информации Сравнение восстановленной траектории полета с реальной или смонтированной , точность навигации - 10м для БПЛА, 0.3 м для наземного робота

Протоколы испытаний

2 этап Создание аппаратной части (инерциальная система, камера, FPGA, память с базой данных о местности – рельеф, фотоснимки)

Макетный образец (для БПЛА) и упрощенный образец (для наземного робота)

Макетный и упрощенный образец

Распараллеливание программ для FPGA Тексты алгоритмов и программ Файлы приложений *.exe

Летные испытания Данные прямого измерения навигационных параметров через GPS и полученных через видеонавигацию, точность навигации - 10м для БПЛА, 0.3 м для наземного робота

Протоколы испытаний

4

Планируемые этапы НИОКР и промежуточные целевые показатели

Статус взаимодействия с фондом « Сколково»

• Дата присвоения статуса участника Фонда «Сколково»

Апрель 2012 года

• История финансирования, включая историю получения финансирования от Фонда «Сколково»

Оказана помощь в написании бизнес-плана и патентовании

• Номер стадии в соответствии с Грантовой политикой Фонда «Сколково»

Планируется выйти на 1-ую стадию

• Требуемый объем, условия, структура привлекаемого финансирования

Привлечение финансирования 1 стадия:

10 млн руб –Соинвестор30 млн руб – Фонд Сколково

Резюме инновационного проекта

5

66

Проблема рынка. Текущая ситуация на рынке. Потребности потребителей

Чем текущие существующие на рынке решения не удовлетворяют текущим и будущим потребностям потребителей? В качестве объяснения используем цитаты из статей,

приведенных на следующих двух слайдах

Попытки США втянуть Россию в создание беспилотных летательных аппаратов – продолжение курса США на истощение экономики России за счет вкладывания наших ограниченных ресурсов в бесполезные проекты, типа "звездных войн".

Количество публикаций, посвященных беспилотным летательным аппаратам (БЛА), постоянно растет. В них, в основном, утверждается, что за БЛА счастливое будущее. Цитируются анонимные специалисты из Пентагона, утверждающие, что "…сегодня не существует более совершенного средства ведения войн, чем самолет-беспилотник", и приводятся в качестве примера успешное применение БЛА при вторжении в Ирак в 1991 году. С тех пор, однако, многое изменилось и ситуация с БЛА не такая уж и радужная. В этих публикациях совершенно справедливо указывается, как много американцы тратят денег на создание своих БЛА и как плохо обстоят дела у нас, в России. Действительно, дела в настоящее время у нас обстоят плохо, но это - не к сожалению, а к счастью.

БЛА сейчас создают все, кому не лень. Идея БЛА заманчивая – исключить человека, где ему трудно или опасно. Количество созданных и, тем более, проектируемых БЛА, во всем мире огромно. Естественно все хотят скорее поднять в воздух свои летательные аппараты. В тени остается вопрос, кому и зачем они нужны?

Создатели БЛА рекомендуют целый перечень областей их применения. В мирное время – мониторинг трубопроводов в тундре, поиск очагов лесных пожаров, поиск косяков рыбы и т.д. и т.п. В военное время – главным образом, ведение разведки противника, точечные бомбометания с малой высоты, пуск ракет "воздух-земля" по труднодоступным целям (вроде пещер в горах) и т.д. При этом никому в голову не приходит, что именно в военное время все эти операции осуществить не удастся.

Невыполнимы они будут по следующим причинам. Для навигации всех без исключения БЛА в нашей стране и за рубежом, т.е. для определения своих собственных координат и использования их для управления полетом, используется спутниковая навигационная система GPS в сочетании с инерциальной системой наведения. Точности одной только инерциальной системы, основанной на гироскопах, т.е. на вращении волчков, для определения своих собственных координат не хватает. Ведь при фоторазведке к полученной фотографии, например, стоящих на земле танков, необходимо присовокупить их точные географические координаты. Такие координаты можно получить только с помощью системы GPS (в будущем, возможно, и с помощью ГЛОНАСС или Galileo). Для этого в момент фотографирования БЛА должен с максимальной точностью знать свои географические координаты. Поэтому на борт БЛА и устанавливают приемники сигналов от спутников системы GPS. Приемники могут работать как непрерывно, постоянно измеряя текущие координаты БЛА, так и включаться периодически, корректируя работу инерциальной системы навигации. Знать свои географические координаты БЛА должен как для полета по заданному маршруту, так и для возвращения на базу, куда он должен привезти разведывательную информацию. Аналогично и для точечного бомбометания, и для пуска ракет "воздух-земля" нужно с высокой точностью знать текущие координаты БЛА относительно целей, выбранных для уничтожения. Требуемую точность для решения и этих задач инерциальная навигационная система и любые другие, кроме спутниковых систем, обеспечить не могут. Поэтому-то дополнительно и приходится прибегать к помощи спутниковой навигационной системы GPS (в будущем, может быть еще и к помощи систем ГЛОНАСС и Galileo).

А теперь зададимся простым вопросом: что произойдет, если бортовой приемник сигналов от спутников системы GPS или других аналогичных систем будет выведен из строя воздействием на него организованных противником радиоэлектронных помех? Ответ однозначен – приемник станет бесполезным, т.к. не сможет измерять координаты. Вместе с ним станут бесполезными разведывательные и ударные БЛА.

Когда встал вопрос, как же бороться с БЛА, имеющими малые размеры, малую отражающую поверхность для радаров, малую высоту полета, то оказалось, что единственным способом борьбы с ними являются все те же "глушилки". Создание поля радиоэлектронных помех для системы GPS, покрывающие как зонтиком, театр военных действий, помимо нейтрализации высокоточного оружия и нарушения управления войсками, приводит к дополнительному

эффекту - к нейтрализации БЛА. Полученная с помощью фотокамеры и видеоаппаратуры разведывательная информация без точной привязки к

местности не имеет никакой ценности. Кроме того, сами БЛА, не зная своих координат, с большой вероятностью не смогут возвратиться на базу

и будут потеряны. 7

ВЕРНОЙ ЛИ ДОРОГОЙ ИДЕТЕ, ТОВАРИЩИ "БЕСПИЛОТНИКИ"? Д.т.н. Антонов О.Е. , ООО “Авиаконверсия” (Статья с сайта uav.ru)

8

Роботы-газонокосилки пока в развитии

Слишком дорогие для большинства использований по дому, не профессиональные достаточно для индустриального использования, роботы-газонокосилки еще не стали так широко использоваться, как внутрикомнатные чистящие роботы Roomba. Но новая группа производителей незаметно готовит прорыв, обеспечивая более выгодный вариант по соотношению цена-качество…

…Friendly Robotics и их линия Robomower, 2000$, и Husqvarna и их линия Automower, 2200$, активно работали в течении нескольких лет, но не смогли привлечь пользователей вне Европы (Husqvarna продала более 100000 роботов), в частности из-за их высокой цены, покрывания почвы комками травы, неспособности обрабатывать высокую траву, необходимости протягивать ограничивающий участок провод и их методологии случайной навигации

Какие ключевые отличия целевого конечного продукта от существующих решений и новых продуктов помогут выйти на рынок в будущем? Почему покупатель предпочтет продукт проекта альтернативным решениям, удовлетворяющим те же потребности, пусть даже и с помощью иной технологии?

Видеонавигатор:– Преимуществами видеонавигатора является

автономность, низкая себестоимость при высокой точности, помехоустойчивлсть

– Большим преимуществом для потребителя является относительно низкая себестоимость видео-навигатора

– Преимуществами видеонавигатора для газонокосилки является то, что новая технология автоматического управления с воздуха является запатентованной

– Иные альтернативные технологий, имеющие все эти положительные характеристики нам не известны.

9

10

1. Целевой рынок и конкуренция

Потребности потребителей Проект имеет 2 целевых аудитории: производители БПЛА

и производители роботизированных газонокосилок (РГ), имеющие довольно схожие потребности: им необходим высокоточный и относительно недорогой видеонавигатор, способный работать в отсутствие сигналов со спутников.

Источники: http://uav.ru, http://www.uav-dozor.ru/Схема коммерциализации

Проект предполагает возможности коммерциализации на каждом этапе реализации:

Наименование компании Scientific Systems Company

Skilligent Стандартная GPS/INS

Программа видеонавигатора для БПЛА, синтетические фильмы (1000м)

Видеонавигатор для БПЛА, реальные летные испытания (1000м)

Программа видеонавигатора для газонокосилки, синтетические фильмы

Видеонавигатор для газонокосилки, реальные испытания

Стандартная DGPS/INS

Стадияв разработке в разработке

Метод 1 (без дополнительной информации) да нетМетод 2 (цифровая карта местности) да нетМетод 3(космические или аэрофотоснимки местности) нет даСложные ситуации нет мало

Цена/ стоимость владения, [руб]точно не определена

точно не определена 5000$ 4990$ 200$ 300$

Точность определения местоположения, в метрах при оптимальных условиях

12m 10m 10m 10m 0.3m 0.3m 0.3m

Разработки аналогичных продуктов Подобные продукты разрабатывают Skilligent, Scientific Systems Company, Inc. воздушная навигация наземных роботов никем не применяется и является оригинальной

технологией авторов проекта Видео-навигаторы в настоящее время находятся в стадии разработки, их параметры

точно не определены

Сегменты рынка на который ориентирован продукт

По географии: Россия, США, Израиль, Европа, Южная Корея

По типу продукта: БПЛА, роботы-газонокосилки

Потенциальные потребители продукта проекта

Производители БПЛА: Транзас, Иркут, Israel Aerospace Industries

Производители роботов-газонокосилок: LG, Samsung

Создание пакета программ для продажи

Создание работающего модельного образца и продажа

старт-апа

Дальнейшая адаптация видеонавигатора под

спецификации и создание опытной партии для продажи

Создание опытного производства и продажа конечного продукта

потребителям.

Продажа компании крупному стратегическому инвестору

Scientific Systems Company, Inc. (SSCI)

Создан пакет программ ImageNav для навигации крылатых ракет по рельефу:

Было получено финансирование 4.5 млн долл. от военного ведомства США на внедрения этого пакета программ для крылатых ракет «Томагавк». Испытания планировались на середину 2012 года.

Целевой рынок и конкуренция: Scientific Systems Company

Skilligent

Terrain matching system

Фирмой создан пакет программ по навигации на основе ранее сделанных снимков местности.

Проводились испытания системы в Юго-Восточной Азии:

Целевой рынок и конкуренция

Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха представили проект небольшого беспилотного летательного аппарат, который осуществляет автономную навигацию без участия спутниковой навигации GPS и систем удаленного управления для наземных операторов.

Разработчики отмечают, что в зависимости от рельефа местности величина погрешности GPS-навигации может достигать 70 метров, поэтому, например, в крупных городах с высокими зданиями данная технология может оказаться абсолютно бесполезной. Это лишает беспилотные летательные аппараты полностью автономного режима работы. Автономным функциям не способствует и привязанность к системам удаленного управления наземными операторами. Для решения этих проблем и преодоления ограничений, которые накладываются существующими технологиями, швейцарские ученые предлагают собственное решение.

В рамках европейского проекта sFly инженеры Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложили использовать камеры — для полностью автономной навигации беспилотному летательному аппарату хватит всего трех. Первая камера собирает данные, которые необходимы для выполнения непосредственного задания, например, при поиске пострадавших после стихийного бедствия, а остальные две используются для непосредственного осуществления навигации, пишет Gizmodo.com.

Совместная работа двух камер позволяет машине получать стереоскопическое изображение объектов местности, и на основе этих данных встроенный в беспилотник миниатюрный компьютер строит трехмерную модель, что заменяет летательному аппарату зрение. Картинка в реальном времени сравнивается с полученным аналитическим модулем изображением, и беспилотный вертолет постоянно выравнивает свое положение в воздухе, не допуская переворачивания.

Автономный режим работы летательного аппарата позволяет ему эффективно работать и на открытом воздухе, и в помещениях, а небольшие размеры машины обеспечивают ей высокую маневренность. Беспилотник окажется практически незаменимым средством для разведки, рекогносцировки и исследования на местах стихийных бедствий, уверены разработчики.

Целью sFly проекта является разработка нескольких маленьких и безопасных микро-вертолетов (< 500 грамм), которые смогут летать автономно в условиях города и которые смогут помогать людям в решении задач спасения и наблюдения

Целевой рынок и конкуренция Европейский проект sFly : Создание микро-вертолетов для полета внутри

помещений и внутри города, оснащенных видео-навигацией.

Целевой рынок и конкуренцияS-кривая будущего развития микро-БПЛА в ближайшие 10-15 лет: Они достигнут

начального роста в коммерции и начальной зрелости в военной области

БПЛА:

Полностью готовых решений нет. Список коммерческих компаний, ведущих соответствующие разработки

В США:

Skilligent,

Terrain matching system

Фирмой создан пакет программ по навигации на основе ранее сделанных снимков местности.

Проводились испытания системы в Юго-Восточной Азии:

http://skilligent.com/products/robot-navigation.shtml

http://nnm.ru/blogs/dave77777/sistema_navigacii_bla_po_nazemnym_vizualnym_orientiram/

Scientific Systems Company, Inc. (SSCI)

Создан пакет программ ImageNav для навигации крылатых ракет по рельефу:

Было получено финансирование 4.5 млн долл. от военного ведомства США на внедрения этого пакета программ для крылатых ракет «Томагавк». Испытания планировались на середину 2012 года.

http://www.ssci.com

www.virtualacquisitionshowcase.com/document/1301/briefing

www.virtualacquisitionshowcase.com/document/1301/quad 

В Европе:

A3R Company

Только начинает разработки в области видеонавигации

http://www.a3r.it

http://www.slideshare.net/A3RADVANCEDRESEARCH/a3r-company-profile

В Израиле:

Подобные разработки проведены Техноном при участии автора проекта

(http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=4570040&contentType=Conference+Publications,http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=4058719&contentType=Conference+Publications) по заказам компаний Rafael Advanced Defense Systems Ltd (http://www.rafael.co.il ), занимавшейся разработками навигации крылатых ракет. Следует отметить, что недавно проведенные реальные летные испытания подтвердили применимость их методов для целей практической видеонавигации:

Lerner R, Rivlin E. Direct Method for Video Based Navigation Using a Digital Terrain Map

IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 2010 Aug 31,

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20820078

Elbit Systems Ltd. (http://www.elbitsystems.com/) известной не только в качестве ведущего производителя беспилотных летательных аппаратов, но также проводящей разработки наземных роботизированных комплексов военного назначения (консультировались с автором проекта).

В России:

Разработки проводились и в российской компании Транзас при участии автора

проекта:

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=6181516&contentType=Conference+Publications&sortType%3Dasc_p_Sequence%26filter%3DAND%28p_IS_Number%3A6181246%29%26pageNumber%3D6%26rowsPerPage%3D50

 

http://vixra.org/abs/1204.0002

Проект «Луна-Глоб» -видеонавигация при полете на Луну

Целевой рынок и конкуренция:Коммерческие компании

США:

AIR FORCE INSTITUTE OF TECHNOLOGY, The Charles Stark Draper Laboratory, Inc,По заданиям DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, http://www.darpa.mil/): (т.н. «Дрейпероская лаборатория», США) - Visual Navigation Aid for Planetary UAV Risk Reduction — The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. — USA Intelligent robots and computer vision XXV 9‐11 September, 2007, Boston, Massachusetts, USA

http://adsabs.harvard.edu/abs/2007SPIE.6764E..25M

Georgia Institute of Technology, Atlanta,

Были проведены работы по управлению полетом с помощью видеонавигиции

Allen D. Wu, Eric N. Johnson, Alison A. Proctor, «Vision-Aided Inertial Navigation for Flight Control»

http://soliton.ae.gatech.edu/people/ejohnson/Aiaa-2005-5998.pdf

Европа:

Onera’s research projects PRF and PR AZUR

«The PRF SPIDER (first subsection) is concerned with the development of perception components (sensor and calculators) useful for UAV navigation. The PR AZUR (second subsection) is oriented onboard integration and in-flight demonstration with specific development around control and guidance using perception algorithms»

Во Франции ведущие аэрокосмические агентство Onera разрабатывают программы PRF SPIDER, PR AZUR для аппаратной и программных частей видеонавигации

http://www.aerospacelab-journal.org/sites/www.aerospacelab-journal.org/files/AL04-04_1.pdf

EEC FP7-SPACE Project PRoVisG «Planetary Robotics Vision Ground Processing»

«PROVISG will - build a framework for planetary robotic vision ground processing - develop the technology to better process and visualize existing & future data from planetary missions to maximize value-added exploitation of the data for research, technology and education - increase public awareness of such missions and the EC contribution to their scientific evaluation. We define robotic planetary space missions as unmanned missions performing in situ surface exploration on planetary objects.»

ЕС разрабатывает программу PROVISG для обработки изображения и создания карт и профиля местности при полетах к другим планетам.

http://cordis.europa.eu/search/index.cfm?fuseaction=proj.document&PJ_RCN=10374929 

Surrey Space Centre

Ambitious two-year project to make space rovers fully autonomous and more efficient by developing a 'brain' that uses vision-based navigation techniques.

В Англии разрабатывается программы для видеонавигации роботов при полете их к другим планетам.

http://www.theengineer.co.uk/news/roving-eyes/304493.article

Израиль:

Tecnion:

Разработки по видеонавигации проведены Техноном при участии автора проекта.

по заказу компании Rafael Advanced Defense Systems, Ltd (http://www.rafael.co.il), занимавшейся разработками навигации крылатых ракет

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=4570040&contentType=Conference+Publications

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=4058719&contentType=Conference+Publications

Южная Корея:

Sogang University, Agency for Defense Development, Seoul National University, University of Seoul, Kwangwoon University, South Korea

«Integrated Position Estimation Using Aerial Image Sequences, Absolute position estimation using IRS satellite images»

Крупнейшие университеты Южной Кореи в сотрудничестве с военным ведомством проводят исследования и разработки в области видеонавигации

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271606000281

http://ipsl.kw.ac.kr/publication/IJ12.pdf

Целевой рынок и конкуренция Университетские и промышленные исследовательские центры

17

2. Целевой рынок и конкуренция

Роботы

Промышленные роботы

Обслуживающие роботы

Прочие применения Планетоходы Бытовые

роботы

Роботизированные

газонокосилки

Прочие бытовые роботы

БПЛА

Сегменты, для которых разрабатываются продукты проекта:

США Европа Средняя Азия

АТР Другие

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

1500

400

200

550

50

1750

500

120

530

25

2010

2016

ко

л-в

о Б

ПЛ

А,

шт.

2010 2011 2012 2013 2014 20150

200

400

600

800

1000

1200

190 201 212 220 231 220

500 550 605 666 699 734

Навигационное оборудование для БПЛА

Системы технического зрения для БПЛА

Мл

н.

$

Прогноз потенциального рынка продуктов проекта для БПЛА

До 2009 года было продано менее 20 систем. В ближайшие 3 года ожидается еще столько

же. При средней стоимости системы в $0,5М это рынок объемом порядка $10М

Оценка рынка (Воздушные видеонавигаторы для роботов-газонокосилок)

2010 2012 2017 2020

Мировой рынок

В количественном выражении, шт. - - 60000 90000В денежном выражении, млн. долл. - - 18 27

Внутр. рынок

В количественном выражении, шт. - - 1200 4800В денежном выражении, млн. долл. - - 0.36 0.54

В 2017-2020 годах объем рынка роботизированных газонокосилок ожидается на уровне $18-27М в год

• Сейчас в мире ежегодно продается около 2700 БПЛА всех типов. В ближайшие пять лет ежегодно будет продаваться более 3000 беспилотников.

• Доля гражданских БПЛА мала, по сравнению с рынком военных беспилотников, но будет расти и к 2016 году может составить более 16% рынка.

• Продукт проекта сочетает в себе навигационное оборудование и системы технического зрения. Суммарно эти рынки составляют более 750 млн $ в год с перспективой роста до 900 млн $ к 2016.

Около 60% данного рынка приходится на США, а большая часть оставшегося рынка – на Европу и страны азиатско-тихоокеанского региона.

18

Бизнес модель

18

Какие ценностные предложения предлагаются на рынке:

Системы GPS/INS стоят от 5тыс. до 700 тыс. долларов в зависимости от качества. Действующих видеонавигаторов на рынке нет.

Какие группы клиентов будут обслуживаться:

Производители БПЛА, газонокосилок, производители навигационных и видеосистем

Какие будут использовать каналы сбыта:

Через договоры между компаниями

Как будут строиться взаимоотношения с клиентами:

Будут искаться релевантные контактные данные через базы данных или личные контакты, затем обсуждение и заключение сделки

Как компания будет зарабатывать деньги (виды доходов):

На продаже продуктов (программы, прототипы, опытные партии) или продаже самой компании

Какие ресурсы необходимы для реализации бизнес-модели

40 млн. рублей

Из чего состоит процесс создания и реализации ценностных предложений (ключевые виды деятельности)

Программирование, изготовление прототипа, летные испытания

Описание ключевых поставщиков и партнеров

Для испытаний потребуется аренда летных средств, необходимы поставщики программного обеспечения

Основные издержки для проекта (наиболее значимые)

Зарплата, программное обеспечение, летные испытания

19

Продукт/услуга

19

Подробное описание продукта/услуги проекта

• Функциональность

Итоговые продукты - пакет программ для видеонавигации и видеонавигаторы. Видеонавигатор состоит из видеокамеры, вычислительного устройства (ПЛИС (FPGA)), блока памяти, низко-точной инерциальной системы. Устройство предназначено для навигации. Навигация - это определение трех координат и трех углов, описывающих пространственное положение и ориентацию камеры. Это делается путем уточнения показаний инерциальной системы с помощью видеоинформации, получаемой от камеры. Методы видеонавигации эквивалентны тем, которые использует человек, ориентируясь в пространстве с помощью зрения. Планируется создание двух видеонавигаторов и промежуточного пакета программ

• Качественные и количественные характеристики продукта (какую ценность он несет для потребителя)

• Автономность и помехоустойчивость• Возможность установить как положение, так и ориентацию в пространстве• Возможность обеспечения посадки;• Возможность распознавания объектов и обнаружения препятствий• Низкая себестоимость по сравнению с другими применяющимися в настоящий

момент системами

20

Технология и интеллектуальная стоимость

20

Описание инновации

Краткое описание технологии

Создание прибора - видеонавигатора за счет разработки новых и улучшенных алгоритмов видеонавигации

Прибор будет использоваться для БПЛА и управления наземными роботами (газонокосилками) с воздуха

Краткое описание сути инновационной разработки

1. Улучшение методов видео-навигации за счет разработки новых и улучшенных алгоритмов.

2. Создание видеонавигаторов для наземных роботов с воздуха с помощью новой запатентованной технологии

3. Создание работающих прототипов

Описание научно-технической новизны

Краткое обоснование новизны в сравнении с российскими и мировыми разработками

Предлагаемая система обеспечивает автономность применения БЛА в условиях отсутствия сигналов спутниковой навигации на основе альтернативных источников данных.

К наиболее важным характеристикам видеонавигатора, принципиально отличающего его от систем типа GPS, относятся:

• Автономность и помехоустойчивость• Возможность установить как положение, так и

ориентацию в пространстве• Возможность обеспечения посадки;• Возможность распознавания объектов и

обнаружения препятствий• Низкая себестоимость по сравнению с

другими применяющимися в настоящий момент системами

Упрощенные видеонавигаторы могут быть использованы для управления и координации действий наземных роботов (газонокосилок) с воздуха.

Описание научно-технической новизны

Возможность достижения структурных сдвигов в отрасли или значительных изменений в используемых технологиях и/или себестоимости процессов благодаря инновация

1. Рынок видеонавгаторов БПЛА фактически отсутствует. Есть проекты на стадии разработки. Поэтому речь идет о создании совсем нового рынка

2. Видеонавигаторов для наземных роботов с воздуха тоже нет. Поэтому речь идет о создании нового сегмента рынка

Ключевые прогнозируемые конкурентные преимущества продукта получаемые аза счет применения научно-технической инновации

Преимущество перед существующими GPS навигаторами является автономность, помехоустойчивость

Преимуществом планируемого видеонавигатора перед аналогичными ведущимися разработками будет реализация 3-х различных методов видео-навигации, создание новых алгоритмов, учет сложных ситуаций, существенное снижение себестоимости

Глобальная конкурентоспособность и/ или позитивное влияние на импорт замещение

Видео-навигатор будет иметь глобальную конкурентоспособность

Влияние на ключевые продуктовые цепочки отрасли

1. В настоящий момент поданы 2 заявки на российский патент:• cпособ навигации и совместной координации автоматизированных устройств• устройство для координации автоматизированных устройств.

2. Патентование планируется осуществить на территории РФ, США, Европы, Южной Кореи, Израиля и Японии.3. Действующих патентов в ходе предварительного поиска не обнаружено.

Технология и интеллектуальная стоимость

21

22

Бизнес-стратегия

22

Ключевые бизнес-цели компании на ближайшие два года и в перспективе (на 3-5 лет)

Направление 1: Первое направление заключается в создании пакета программ для видеонавигации, которые сами по себе могут являться коммерческим продуктом.Направление 2: Создание работающего модельного образца видеонавигатора для БПЛА. Продажа старт-апа Направление 3: Дальнейшая адаптация видеонавигатора для БПЛА под конечные требования и спецификации конкретного потребителя. Создание опытной партии сертифицированного продуктаНаправление 4: Создание работающего упрощенного видеонавигатора для навигации робота-газонокосилки с воздуха. Продажа стартапа Направление 5: Дальнейшая адаптация видеонавигатора для робота-газонокосилки под конечные требования и спецификации конкретного потребителя. Создание опытной партии сертифицированного продукта

Ожидаемая дата начала продажНаправление 1–1 год с момента начала всего проекта Направление 2– 2 года с момента начала всего проектаНаправление 3– 4 года с момента начала всего проекта Направление 4– 2 года с момента начала всего проектаНаправление 5– 4 года с момента начала всего проекта

23

Команда проекта

23

Описание сильных сторон каждого участника и сотрудников

Купервассер обладает опытом и знаниями по основной теме проекта. Рубинштейн обладает экономическими и программистскими навыками

Описание опционов для сотрудников/членов команды с указанием условий их реализации

Если сотрудник проработает 2 года в компании, менеджер-экономист получает 20% акций, 3 програмиста и инженер испытатель – по 1%

Описание структуры мотивации для персонала

• Высокая зарплата• Социальный пакет• Опционы, описанные выше

Руководитель проекта:

• Купервассер Олег Юрьевич

• Собственник, руководитель алгоритмической группы

• Полная занятость

• Включен в юбилейный 30 выпуск издания «Marquis Who’s Who in the World».

• PhD Израильского Института

Вейцмана, имеет 7-ми летний опыт работы непосредственно по тематике проекта, из них 5-ти летний в израильском университете Технион и израильской фирме Rafael (крылатые ракеты), а также 2-х летний опыт в крупной российской фирме Транзас. Имеет 5 научных публикаций. Статьи вошли в сборники престижных российских и зарубежных конференций (IEEE).

Рубинштейн Александр Александрович

•Менеджер-экономист

•Зона ответственности: коммерциализация и продажи, программирование

•Степень участия в проекте: полная занятость

•Место работы: Институт экономики РАН, к.э.н., старший научный сотрудник; АОЗТ «Интеринвестсервис», программист

Для реализации целей проекта также потребуются следующие кадровые ресурсы:

• 3 программиста-алгоритмиста

• 1 инженер-испытатель

Текущий статус развития проекта

24

Описание текущей стадии развития проекта, с точки зрения:• КомандыРуководитель проекта - Купервассер обладает опытом и знаниями по основной теме проекта.Менеджер-экономист - Рубинштейн обладает экономическими и программистскими навыкамиИмеются кандидаты на должность программистов, которые смогут приступить к работе в

случае получения денег • Рынка (клиенты, соглашения о намерениях)Имеется рекомендательное письмо от компании «Иркут Инжиниринг», в котором она выражет

заинтересованность в конечном продукте нашей компании• Технологии и продуктаТехнические и экономические знания по данному проектуНабор алгоритмов по видеонавигации Пакет статей и монографий по теме проекта

Две заявки на патент по навигации и координации наземных роботов с воздуха

Финансовый план проекта

25

Финансовый план Проекта:

• Запрашиваемый объем денежных средств у Фонда и общий объем инвестиционного раунда Привлечение финансирования на текущую стадию

– Соинвестора в настоящее время у проекта нет

Привлечение финансирования на последующих этапах реализации проекта

1 стадия:

10 млн руб –Соинвестор

30 млн руб – Фонд Сколково

При условии необходимости 2 стадии:

75 млн руб Соинвестор – потенциальный заказчик опытной партии

75 млн руб Фонд Сколково

26

Дорожная карта и финансовый план Проекта

1. Укрупненный план развития Проекта:• В течение 1 года планируется разработать пакет программ видео-навигации и распознавания объектов, продажа прав

на использование которого возможна за 210 млн рублей. Также на этом этапе планируется защита IP:– Патентование алгоритмов– Патентование видеонавигатора для БЛА– Патентование видеонавигатора для наземного робота

• В течение 2-ого года планируется разработать пилотный образец видеонавигатора и работающего упрощенного видеонавигатора для навигации робота-газонокосилки с воздуха. Ожидаемая стоимость продажи прав на оба продукта составляет порядка 400-420 млн рублей. В этом случае ожидается продажа компании.

• В случае принятия решения о продолжении деятельности будет осуществляться дальнейшая адаптация видеонавигатора для БПЛА и видеонавигатора для робота-газонокосилки под требования и спецификации конкретного потребителя, потребуется создание опытной партии сертифицированного продукта. После завершения сертификации возможна организация продаж продуктов компании в соответствии с планом продаж (см. ниже).

Этап 1 Этап 2 Итого

Фонд 15 млн руб 15 млн руб 30 млн руб

Соинвестор 5 млн руб 5 млн руб 10 млн руб

Всего 20 млн руб 20 млн руб 40 млн руб

Продукт 2017 2020

Видеонавигатор для БПЛА 5130 млн рублей 6306 млн рублей

Видеонавигатор для робота-газонокосилки 342 млн рублей 513 млн рублей

2. Финансовый план Проекта:• Инвестиции: 40 млн. руб. (30 млн. руб - «Сколково»/ 10 млн. руб. – Соинвестор)

Ключевые действия Текущий статус (Завершенные мероприятия)

1 cтадия, на которую привлекается грант

2 стадия

Сроки реализации I, годI, год II, год I, год II, год

Исследования и разработки

1. Составление алгоритмов и программ - 3 метода видеонавагиции + + + - -

2. Упрощенные алгоритмы для навигации наземного робота с воздуха+ + + - -

3. [Создание аппаратной части с FPGA, распаралеливание программ для FPGA, - - + - -

4. летные испытания - - + - +

5. Создание сертифицированного образца и опытной партии

-- - + +

Маркетинг и внедрение

1. Продажа пакета программ - - + - -

2. Продажа стартапа - - - + +

3. Продажа опытной партии - - - - +

Интеллектуальная собственность

1. Патенты и алгоритмы + + + - -

Финансирование

1. Фонд Сколково + 75% 75% 50% 50%

2. Соинвестор - 25% 25% 50% 50%

27

Структура сделки

28

Описание структуры сделки• Общий объем привлекаемого раунда, другие инвесторы принимающие участие в

раунде, в том числе информация о сумме гранта привлекаемого от Фонда «Сколково» в рамках инвестиционного раунда.

Привлечение финансирования для реализации проекта1 стадия:10 млн руб –Соинвестор30 млн руб – Фонд Сколково• Статус переговоров с инвесторами – участниками раундаДокументы посланы потенциальным соинвесторам, ожидаем ответа• Основные условия (в.т.ч. Финансовые) инвестиции Фонда в проект7 млн руб – ВЭБ ИННОВАЦИИ (как инвестиции или как заем под гарантию 25% акций фирмы)

3 млн руб – другой соинвестор

ПРИЛОЖЕНИЯ

1) Бизнес-план2) Смета проекта3) Дорожная карта4) Патенты5) Сидетельство о присуждении статуса участника проекта6) Тизер компании7) Научные статьи на тему проекта

29