Алгоритм просторового керування рухом рою БПЛА з лідером на основі синергетичного підходу
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Зазначено, що безпілотні літальні апарати (БПЛА) доцільно використовувати у складі роїв (груп) для виконання завдань у складному середовищі з перешкодами в автоматичному або дистанційно-керованому режимі, що потребує алгоритмізації процесу побудови маршрутів руху. Показано, що проблемними аспектами керування роєм БПЛА є їхнє узгодження для виконання єдиного завдання, забезпечення надійності та стійкості зв’язку, оминання складних статичних і динамічних перешкод на маршруті польоту. Проведено аналіз моделей та алгоритмів побудови маршрутів, зокрема тих, що використовують синергетичний підхід, який ґрунтується на відомому місці розташування всіх інших елементів рою. Такий підхід розглянутий лише теоретично і з типовим прикладом для руху у двомірній площині. Запропоновано вдосконалений алгоритм керування на основі синергетичного підходу для тривимірного простору за наявності лідера, що зменшує обчислювальну складність та час проведення розрахунків. Наведено вираз, що формалізує математичну модель визначення прискорення безпілотного літального апарата із групи (рою), що складається із N елементів. Показано, що для реалізації удосконаленого алгоритму побудови маршруту та керування групою визначення місцеположення ведених елементів групи потрібно проводити відносно позицій маршруту її лідера. Реалізація алгоритму перевірена шляхом математичного моделювання в середовищі Ardupilot SITL та проведенням натурного (льотного) експерименту з використанням групи (рою) з трьох БПЛА типу коптер. Запропонований алгоритм просторового керування рухом рою БПЛА з лідером на основі синергетичного підходу дає змогу утримувати елементи групи у просторі в межах цільової оптимальної відстані між ними. Подальшими дослідженнями слід вважати розроблення методики побудови маршрутів для безколізійного пересування груп (роїв) БПЛА на основі запропонованого алгоритму.
Опис
Ключові слова
синергетичний підхід, рій, безпілотний літальний апарат, лідер, алгоритм керування, потенціал притягування/відштовхування, моделювання, synergistic approach, swarm, unmanned aerial vehicle, leader, control algorithm, attraction/repulsion potential, modelling
Бібліографічний опис
Конорєв, О. Ю. Алгоритм просторового керування рухом рою БПЛА з лідером на основі синергетичного підходу / О. Ю. Конорєв, П. А. Марченко // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2025. – Вип. 100. – С. 43-50. – Бібліогр.: 10 назв.