LODESTONEՏեխնիկական հաշվետվություն TR-2026-01 · խմբագրություն 3English
Հետազոտական նախագիծ · Տեխնիկական հաշվետվություն TR-2026-01

LODESTONE

Էժան սարք, որը գտնում է հողում թաղված մետաղական առարկաները և ցույց է տալիս, թե դրանք ինչ են, որքան մեծ են և ինչ խորության վրա են։

Նախագծումն ավարտված է · որոնում ենք դրամաշնորհ · ամբողջական հաշվետվությունը PDF-ով (անգլերեն, 74 էջ)

Ինչ է LODESTONE-ը

Սովորական մետաղորսիչը ձայն է հանում, երբ կոճի տակ մետաղ կա։ Այն չի կարող ասել՝ մետաղը մետաղադրամ է, մեխ, թե փայլաթիթեղի կտոր, որքան մեծ է կամ ինչ խորության վրա է թաղված։ Դա իմանալու համար պետք է փորել։

LODESTONE-ը հետազոտական սարք է, որը նախագծված է այս հարցերին պատասխանելու համար՝ նախքան փորելը։ Երբ օպերատորը քայլում է տարածքով, սարքը յուրաքանչյուր թաղված մետաղական առարկա չափում է բազմաթիվ դիրքերից և քարտեզի վրա ցույց է տալիս դրա ամենահավանական մետաղը, մոտավոր չափն ու ձևը, խորությունը և ճշգրիտ դիրքը։

Ինչու է այն անհրաժեշտ

Մետաղորսիչների գտածոների մեծ մասը ջարդոն է։ Յուրաքանչյուր ազդանշան պետք է ստուգել ձեռքով, քանի որ սարքը չի տարբերում անվնաս առարկան կարևորից։ Դա դանդաղ և թանկ է դարձնում ցանկացած աշխատանք, որտեղ պետք է գտնել թաղված մետաղ.

Թաղված մետաղը դասակարգող սարքեր գոյություն ունեն, սակայն դրանք արժեն ավելի քան 100 000 ԱՄՆ դոլար, իսկ դրանց նախագծերն ու տվյալները փակ են։ LODESTONE-ի նպատակն է այդ հնարավորությունների զգալի մասը ստանալ մոտ 2 354 ԱՄՆ դոլար արժողությամբ բաղադրիչներով և բաց հրապարակել նախագիծը, ծրագրային ապահովումը և պիտակավորված տվյալների բազան, որպեսզի ուրիշները կարողանան շարունակել աշխատանքը։

Ինչպես է այն աշխատում

հողնավիգացիոն արբանյակներբազային կայանարբանյակային ալեհավաքշարժման տվիչներտեսախցիկտվյալներտվիչային գլխիկ՝ կոճեր և ռադարշարժման ուղղությունխորությունը՝ ռադարիցև ազդանշանի ձևիցBCDAգրանցված հետագիծ, չափում ամեն սմ-ումABCDքարտեզ՝ տեսակ և խորությունAալյումինե տուփ, 35 սմBպղնձե դրամ, 12 սմCպողպատե մեխ, 20 սմDքար, մետաղ չէ1234
Նկար I.LODESTONE-ի աշխատանքի սկզբունքը։ Համարակալված նշանները համապատասխանում են ստորև նկարագրված չորս քայլերին։ A–D տառերով նշված առարկաները արդյունքի քարտեզում ցույց են տրված իրենց գնահատված տեսակով և խորությամբ։
  1. Սարքը մագնիսական դաշտ է ուղարկում հողի մեջ։ Տվիչային գլխիկի կոճերով միաժամանակ անցնում է փոփոխական հոսանք տասներկու հաճախականությամբ՝ 188 Հց-ից մինչև 18,75 կՀց։ Առաջացած մագնիսական դաշտը թափանցում է հողի մեջ և հասնում թաղված առարկաներին։
  2. Թաղված մետաղը պատասխանում է։ Դաշտը ցանկացած մետաղական առարկայում թույլ էլեկտրական հոսանքներ է առաջացնում, որոնք իրենց հերթին ստեղծում են սեփական թույլ դաշտ։ Այն գրանցում են նույն գլխիկի ընդունիչ կոճերը։ Թե որքան ուժեղ է առարկան պատասխանում տասներկու հաճախականություններից յուրաքանչյուրում, կախված է նրա մետաղից, չափից և ձևից։ Այս պատկերը մատնահետքի դեր է կատարում, իսկ քարն ընդհանրապես չի պատասխանում։
  3. Չափվում են խորությունը և դիրքը։ Տվիչային գլխիկի փոքր ռադարը չափում է առարկաների խորությունը։ Արբանյակային դիրքորոշումը, շարժման տվիչները և տեսախցիկը ամեն պահի գրանցում են գլխիկի դիրքը մոտ 2 սմ ճշտությամբ։ Այդ պատճառով նույն առարկան չափվում է բազմաթիվ հայտնի դիրքերից, մինչ օպերատորը քայլում է նրա մոտով։
  4. Համակարգիչը կազմում է նույնականացված առարկաների քարտեզ։ Յուրաքանչյուր առարկայի համար այն ֆիզիկական մոդելը համապատասխանեցնում է բոլոր չափումներին, բացառում է խորության և կողմնորոշման ազդեցությունը և արդյունքը համեմատում հայտնի առարկաների գրադարանի հետ։ Արդյունքը քարտեզ է, որտեղ յուրաքանչյուր առարկա ցույց է տրված իր հավանական տեսակով, չափով և խորությամբ։
մոտ 40 սմմետաղադրամի չափի առարկայի հայտնաբերման խորություն, հաշվարկային
2 սմյուրաքանչյուր չափման դիրքի ճշտություն
12միաժամանակ չափվող հաճախականություն՝ 188 Հց – 18,75 կՀց
3 × 3հաղորդիչ × ընդունիչ կոճեր՝ թիրախի լրիվ թենզորը
2 354 $սարքավորումներ՝ ներառյալ ներմուծումը և պահուստը
102 936 $դրամաշնորհային հայտ 12 ամսվա համար, չորս հոգանոց թիմ

Տեխնիկական ամփոփում

Ինդուկցիոն մասում վեց մուտքով և ութ ելքով աուդիո կոդեկը (CS42448) սնուցում է երեք փոխուղղահայաց հաղորդիչ կոճ և կարդում երեք ընդունիչ կոճ, ինչը թույլ է տալիս գնահատել թիրախի մագնիսական բևեռացվելիության լրիվ թենզորը։ Ռադարը 0,5–3 ԳՀց աստիճանաձև հաճախականությամբ գեոռադար է՝ ծրագրային կարգավորվող ռադիոյի (ADALM-Pluto) հիման վրա։ RTK արբանյակային դիրքորոշումը, իներցիոն տվիչները և գետնին ուղղված տեսախցիկը միավորվում են Կալմանի ֆիլտրում, իսկ բոլոր տվյալներն ունեն ընդհանուր GPS ժամանակային հիմք՝ ընդունիչի վայրկյանային իմպուլսի (PPS) միջոցով։ Բոլոր նախագծային արժեքները ստացվել են ֆիզիկական մոդելներից՝ նախքան կառուցումը. աղմուկի հաշվարկը կանխատեսում է մետաղադրամի չափի առարկաների հայտնաբերման մոտ 40 սմ խորություն, ինչը համապատասխանում է առևտրային մետաղորսիչների ցուցանիշներին։

Ինդուկցիոն գլխիկ 3 հաղորդիչ և 3 ընդունիչ կոճ ուժեղարարներ, հոսանքաչափ ×33 նախաուժեղարարներ Ռադար ADALM-Pluto (AD9363) PA, LNA, ճյուղավորիչ 2 Վիվալդի ալեհավաք, 0,5–3 ԳՀց Դիրքորոշում RTK GNSS՝ բազա և ընդունիչ IMU, մագնիսաչափ տեսախցիկ, հեռաչափ CS42448 կոդեկ 6 մուտք, 8 ելք, 48 կՀց DAC ADC Կառավարիչ Teensy 4.1 կամ Raspberry Pi TDM Մշակման համակարգիչ 1 12 տոնի ապամոդուլացում 2 SFCW սկան → խորության պրոֆիլ 3 դիրքի գնահատում (EKF) 4 ժամանակի համընկնում PPS-ով 5 դիպոլային ինվերսիա, β(ω) 6 դասակարգում և միավորում 7 քարտեզ և տվյալներ Python. տվյալները պահվում են մետատվյալներով թիմի սերվերում USB USB, IQ նմուշներ UART / USB, 10 Հց դիրք, 200 Հց IMU, 60 կադր/վ PPS Ընդհանուր ժամանակային հիմք. GNSS PPS-ը գրանցվում է կոդեկի 5-րդ մուտքում և լուսադիոդով երևում տեսախցիկում
Նկար II.Համակարգի ընդհանուր տեսքը՝ երեք զգայական ենթահամակարգերը, կոդեկը և մշակման համակարգիչը։ Մանրամասները՝ հաշվետվության 4–7-րդ գլուխներում։
չափման տիրույթ0,00,20,40,610 Հց100 Հց1 կՀց10 կՀց100 կՀց1 ՄՀցհաճախականություն (լոգարիթմական սանդղակ)պատասխան (կվադրատուրային)Պղինձ. առավելագույն պատասխանը՝ 989 ՀցՊղինձ. առավելագույն պատասխանը՝ 989 ՀցՊղինձ, 989 ՀցԱլյումին. առավելագույն պատասխանը՝ 1,6 կՀցԱլյումին. առավելագույն պատասխանը՝ 1,6 կՀցԱլյումին, 1,6 կՀցՉժանգոտվող պողպատ. առավելագույն պատասխանը՝ 40,5 կՀցՉժանգոտվող պողպատ. առավելագույն պատասխանը՝ 40,5 կՀցՉժանգոտվող պողպատ, 40,5 կՀցԱծխածնային պողպատ (երկաթ). առավելագույն պատասխանը՝ 84,6 կՀցԱծխածնային պողպատ (երկաթ). առավելագույն պատասխանը՝ 84,6 կՀցԱծխածնային պողպատ (երկաթ), 84,6 կՀցՊղինձԱլյումինՉժանգոտվող պողպատԱծխածնային պողպատ (երկաթ)
Նկար III.Ինչու է հաճախականային պատկերը որոշում մետաղը. 1 սմ տրամագծով չորս մետաղական գնդերի հաշվարկված պատասխանը (ճշգրիտ լուծում, գլուխ 3)։ Յուրաքանչյուր մետաղ ամենաուժեղը պատասխանում է տարբեր հաճախականությամբ։ Ստվերագծված տիրույթը և նշագծերը ցույց են տալիս չափման տասներկու հաճախականությունները։

Պլան

Նախագիծը տևում է տասներկու ամիս՝ չորս հոգանոց թիմով և յոթ աշխատանքային փաթեթով։ Յուրաքանչյուր տեխնիկական փաթեթ ավարտվում է չափելի հանգրվանով, որին հաջորդում է որոշման կետ՝ նախապես պատրաստված այլընտրանքով (գլուխ 9)։

I եռամսյակII եռամսյակIII եռամսյակIV եռամսյակWP0 Նախագծի կառավարումWP0 Նախագծի կառավարում. շաբաթներ 1–52, ղեկավար՝ PIWP1 Գործարկում և ընդունման շղթաWP1 Գործարկում և ընդունման շղթա. շաբաթներ 1–8, ղեկավար՝ HWWP2 Ինդուկցիոն տեղակայանք, տրամաչափումWP2 Ինդուկցիոն տեղակայանք, տրամաչափում. շաբաթներ 6–18, ղեկավար՝ PIM1, շաբաթ 18. Տրամաչափումը համընկնում է տեսությանըM1WP3 Դիրքորոշման և ժամանակի հարթակWP3 Դիրքորոշման և ժամանակի հարթակ. շաբաթներ 10–26, ղեկավար՝ SWM2, շաբաթ 26. Դիրքորոշումը ստուգված էM2WP4 Լրիվ թենզոր, տվյալներ, դասակարգումWP4 Լրիվ թենզոր, տվյալներ, դասակարգում. շաբաթներ 18–36, ղեկավար՝ DSM3, շաբաթ 36. Դասակարգիչը ստուգված է նոր առարկաներովM3WP5 Ռադարային ենթահամակարգWP5 Ռադարային ենթահամակարգ. շաբաթներ 22–40, ղեկավար՝ HWM4, շաբաթ 40. Ռադարային պատկերումM4WP6 Միավորում, փորձարկում, հրապարակումWP6 Միավորում, փորձարկում, հրապարակում. շաբաթներ 36–52, ղեկավար՝ PIM5, շաբաթ 52. Համատեղ ցուցադրում և հրապարակումM5113263952շաբաթղեկավար՝ PIղեկավար՝ HWղեկավար՝ SWղեկավար՝ DSհանգրվան
Նկար IV.Աշխատանքային փաթեթները՝ գունավորված ըստ ղեկավարող դերի, և հանգրվանները։ M1՝ չափված սպեկտրները համընկնում են տեսության հետ. M2՝ տվիչի դիրքը հայտնի է 2 սմ ճշտությամբ. M3՝ դասակարգիչը ստուգված է ուսուցման ժամանակ չտեսած առարկաներով. M4՝ ռադարը գտնում է տուփը 35 սմ խորության վրա. M5՝ դաշտային համատեղ ցուցադրում և բաց հրապարակում։

Բյուջե և ֆինանսավորում

102 936 ԱՄՆ դոլար հայտը ներառում է չորս լրիվ դրույքով հաստիք տասներկու ամսով, սարքավորումներ, ընթացիկ ծախսեր, արդյունքների տարածում և պահուստ։ Հիմնական թիրախը ՆԱՏՕ-ի «Գիտություն հանուն խաղաղության և անվտանգության» (SPS) ծրագրի բազմամյա նախագիծն է՝ ՆԱՏՕ-ի անդամ երկրի գործընկեր խմբի հետ, որը լրացվում է Հայաստանում ազգային հետազոտական ֆինանսավորմամբ (գլուխ 11)։

Անձնակազմ, 4 լրիվ դրույքԱնձնակազմ, 4 լրիվ դրույք: 76 800 ԱՄՆ դոլար (հայտի 74,6%)76 800 75%Վերադիր ծախսերՎերադիր ծախսեր: 11 520 ԱՄՆ դոլար (հայտի 11,2%)11 520 11%Չնախատեսված ծախսերՉնախատեսված ծախսեր: 8 832 ԱՄՆ դոլար (հայտի 8,6%)8 832 9%Արդյունքների տարածումԱրդյունքների տարածում: 2 500 ԱՄՆ դոլար (հայտի 2,4%)2 500 2%ՍարքավորումներՍարքավորումներ: 2 354 ԱՄՆ դոլար (հայտի 2,3%)2 354 2%Գործիքներ և ընթացիկ ծախսերԳործիքներ և ընթացիկ ծախսեր: 930 ԱՄՆ դոլար (հայտի 0,9%)930 1%Ընդհանուր հայտ՝ 102 936 ԱՄՆ դոլար
Նկար V.Բյուջետային հայտը՝ ըստ ծախսերի կատեգորիաների, ԱՄՆ դոլար։ Սարքավորումները փոքր մաս են կազմում, քանի որ հարթակը կառուցված է էժան բաղադրիչներից. ծախսերի հիմնական մասը թիմի աշխատանքն է։

Փաստաթղթի մասին

ՀաշվետվությունTR-2026-01, խմբագրություն 3
Ամսաթիվ2026 թ. հոկտեմբերի 8
ԿարգավիճակՆախագծումն ավարտված է. կառուցումը կսկսվի ֆինանսավորումից հետո
Նախագիծ12 ամիս, չորս հոգանոց թիմ, 7 աշխատանքային փաթեթ, 5 հանգրվան
Հայցվող գումար102 936 ԱՄՆ դոլար
ՆերբեռնումԱմբողջական հաշվետվությունը PDF-ով (անգլերեն, 74 էջ)

Բովանդակություն

Հաշվետվության գլուխները առայժմ հասանելի են միայն անգլերենով։

  1. 1Ներածությունէջ 2
  2. 2Ոլորտի ներկա վիճակըէջ 3
  3. 3Հայտնաբերման և նույնականացման ֆիզիկանէջ 4
  4. 4Համակարգի ճարտարապետությունըէջ 5
  5. 5Ինդուկցիոն ենթահամակարգէջ 6
  6. 6Ռադարային ենթահամակարգէջ 7
  7. 7Դիրքորոշում և ժամանակէջ 8
  8. 8Ազդանշանների մշակում և մեքենայական ուսուցումէջ 9
  9. 9Աշխատանքային պլանէջ 10
  10. 10Թիմ և պատասխանատվություններէջ 11
  11. 11Բյուջե և ֆինանսավորումէջ 12
  12. 12Ռիսկեր, անվտանգություն և որակէջ 13
  13. Հավելվածներէջ 14