Testing of the drone swarms as a communication relay system

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKravchuk, Serhii O.
dc.contributor.authorKaidenko, Mykola M.
dc.contributor.authorAfanasieva, Liana O.
dc.contributor.authorKravchuk, Irina M.
dc.date.accessioned2020-11-26T17:50:36Z
dc.date.available2020-11-26T17:50:36Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. Intensive development of the unmanned aerial vehicle manufacturing industry has led to the emergence of many of their options for various applications. A separate class of low-flying drones, the work of which takes place within the framework of a certain self-organizing (robotic) group, was made up of drones, combined in a constellation or swarm. All drones of such a swarm together can perform one common function as an independent robotic complex. Objective. The aim of this work is experimental testing and development of the basic principles of controlling a swarm (constellation) of drones and the formation of a cooperative relay system. Methods. The structural and functional methods of constructing a wireless network based on a drone swarm are investigated. Results. Testing a swarm of drones was carried out according to two relay scenarios: passive using metallized reflectors and active using additional SDR radio units. Drones were formed on the basis of the quadcopter model Syma X8 PRO. For testing, radio channels in the 2.4 and 5.8 GHz bands were involved. The developed kit based on the Raspberry Pi and ADALM-Pluto programmable modules allows you to use them very flexibly both on drones and on the ground control station by changing the software on them. Each of the drones has many degrees of freedom with respect to the choice of wireless connection to other swarm drones or external devices, including ground control station. This increases the noise immunity, fault tolerance and functionality of such a system, as well as the possibility of building it up. Conclusions. Experimental testing and testing of the basic principles of controlling a swarm (constellation) of drones and the formation of a cooperative relay system were carried out. Scenarios for centralized and distributed construction of a collective drone swarm management network for communication services have been developed.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Интенсивное развитие отрасли производства беспилотных летательных аппаратов привело к появлению множества их вариантов для различных применений. Отдельный класс низко летающих беспилотников, работа которых проходит в рамках определенной самоорганизующейся (роботизированной) группы, составили дроны, объединенные в созвездие или рой. Все дроны такого роя совместно могут выполнять одну общую функцию как самостоятельный роботизированный комплекс. Цель. Целью данной работы является экспериментальные тестирование и отработка базовых принципов управления роя (созвездия) дронов и формирования кооперативной системы ретрансляции. Методы. Исследуются структурно-функциональные методы построения беспроводной сети на основе роя дронов. Результаты. Тестирование роя дронов было проведено согласно двум сценариям ретрансляции: пассивной при помощи металлизированных отражателей и активной с использованием дополнительных радиоблоков SDR. Дроны были сформированы на базе модели квадрокоптера Syma X8 PRO. Для тестирования были задействованы радиоканалы в диапазонах 2,4 и 5,8 ГГц. Разработанный комплект на основе программируемых модулей Raspberry Pi и ADALM-Pluto позволяет очень гибко использовать их как на дронах, так и на наземном пункте управления путем изменения на них программного обеспечения. Каждый из дронов имеет множество степеней свободы в отношении выбора беспроводного подключения к другим дронам роя или внешним устройствам, в том числе к наземному пункту управления. Это повышает помехоустойчивость, отказоустойчивость и функциональность такой системы, а также возможность ее наращивания. Выводы. Проведено экспериментальное тестирование и отработка базовых принципов управления роя (созвездия) дронов и формирования кооперативной системы ретрансляции. Отработаны сценарии централизованного и распределенного построения сети коллективного управления роя дронов для услуг связи.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Інтенсивний розвиток галузі виробництва безпілотних літальних апаратів призвело до появи множини їх варіантів для різних застосувань. Окремий клас низько літаючих безпілотників, робота яких проходить в рамках певної самоорганізуючої (роботизованої) групи, склали дрони, об'єднані в сузір'я або рій. Всі дрони такого рою спільно можуть виконувати одну спільну функцію як самостійний роботизований комплекс. Мета. Метою даної роботи є експериментальні тестування і відпрацювання базових принципів управління рою (сузір'я) дронів і формування кооперативної системи ретрансляції. Методи. Досліджуються структурно-функціональні методи побудови безпроводової мережі на основі рою дронів. Результати. Тестування рою дронів було проведено згідно двом сценаріям ретрансляції: пасивної за допомогою металізованих відбивачів і активної з використанням додаткових радіоблоків SDR. Дрони були сформовані на базі моделі квадрокоптера Syma X8 PRO. Для тестування були задіяні радіоканали в діапазонах 2,4 і 5,8 ГГц. Розроблений комплект на основі програмованих модулів Raspberry Pi і ADALM-Pluto дозволяє дуже гнучко використовувати їх як на дронах, так і на наземному пункті управління шляхом зміни на них програмного забезпечення. Кожен з дронів має множину ступенів свободи щодо вибору безпроводового підключення до інших дронів рою або зовнішніх пристроїв, в тому числі до наземного пункту управління. Це підвищує стійкість, відмовостійкість і функціональність такої системи, а також можливість її нарощування. Висновки. Проведено експериментальне тестування і відпрацювання базових принципів управління рою (сузір'я) дронів і формування кооперативної системи ретрансляції. Відпрацьовано сценарії централізованої і розподіленої побудови мережі колективного управління рою дронів для послуг зв'язку.uk
dc.format.pagerangePp. 92–101uk
dc.identifier.citationTesting of the drone swarms as a communication relay system / Serhii O. Kravchuk, Mykola M. Kaidenko, Liana O. Afanasieva, Irina M. Kravchuk // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2020. – Vol. 11, N. 1(20). – Pp. 92–101. – Bibliogr.: 30 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.12020.92-101
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37681
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2020, Vol. 11, N. 1(20)uk
dc.subjectswarm of unmanned aerial vehiclesuk
dc.subjectdrone swarmuk
dc.subjectwireless communication systemuk
dc.subjectlife cycleuk
dc.subjectcooperative relayuk
dc.subjectcontrol drone networkuk
dc.subjectрій безпілотних літаючих апаратівuk
dc.subjectрій дронівuk
dc.subjectбезпроводова система зв'язкуuk
dc.subjectкооперативна ретрансляціяuk
dc.subjectмережа управління дронамиuk
dc.subjectрой беспилотных летающих аппаратовuk
dc.subjectрой дронов; беспроводная система связиuk
dc.subjectкооперативная ретрансляцияuk
dc.subjectсеть управления дронамиuk
dc.subject.udc621.391uk
dc.titleTesting of the drone swarms as a communication relay systemuk
dc.title.alternativeТестування рою дронів в якості ретрансляційної системи зв'язкуuk
dc.title.alternativeТестирование роя дронов в качестве ретрансляционой системы связиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 11, N. 1(20)