МЕТОД ОПТИМІЗАЦІЇ МАРШРУТУ БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА В ХОДІ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ НА ЗАДАНІЙ ВИСОТІ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2019.17.12Ключові слова:
безпілотний літальний апарат, маршрут, оптимізація, знімання, об’єкт знімання, кластеризація, алгоритм ЛіттлаАнотація
Статтю присвячено актуальній тематиці, а саме оптимізації та вдосконаленню способів і методів планування маршруту безпілотного літального апарата. Проаналізовано сучасний стан розвитку безпілотних літальних апаратів та завдання, які вони виконують. Визначено низку невирішених проблемних питань щодо побудови маршруту руху безпілотного літального апарата залежно від характеру поставлених завдань. Встановлено, які основні тактико-технічні характеристики безпілотного літального апарата та цільового навантаження впливають на планування маршруту. Розглянуто підходи до побудови маршруту безпілотного літального апарата з використанням теорії графів, проаналізовано їх переваги та недоліки. Визначено можливості відомих способів оптимізації маршруту безпілотного літального апарата та обрано для подальшої реалізації один з проаналізованих алгоритмів пошуку найкоротшої траєкторії польоту. Проаналізовано методи багатокритерійної оптимізації, зокрема кластерного аналізу, та виділено ті, які підходять для заданих умов. Серед усіх алгоритмів кластеризації обрано актуальні для оптимізації польоту безпілотного літального апарата. Запропоновано вдосконалений метод, який поєднує кластеризацію (на основі алгоритмів FOREL-2, K-MEANS) і оптимізацію на графі (з використанням модифікованого алгоритму Літтла) та сприяє оптимізації маршруту безпілотного літального апарата за критерієм його найменшої протяжності. Проведено практичний розрахунок за вдосконаленим методом для обраного безпілотного літального апарата та цільового навантаження і показано, як зміниться його маршрут порівняно з відомими методами. Виділено основні отримані результати та напрямки подальших досліджень щодо оптимізації маршруту безпілотного літального апарата для виконання ним поставлених завдань.
Посилання
Dolinskaya, I., & Maggiar, A. (2012). Time-optimal trajectories with bounded curvature in anisotropic medium. The International Journal of Robotics Research, 12-02, 1–48. https://doi.org/10.1177/0278364912458464
Walker, A. (2011). Hard Real-Time Motion Planning for Autonomous Vehicles. PhD thesis. Swinburne University.
Isaacs, J. T., & Hespanha, J. P. (2013). Dubins Traveling Salesman Problem with Neighborhoods: A Graph-Based Approach. Algorithms, 6, 84–99. https://doi.org/10.3390/a6010084
Myklukha, V. A., & Khimchyk, N. O. (2017). Optymizatsiia traiektorii polotu bezpilotnoho litalnoho aparata [Optimization of the flight path of an unmanned aerial vehicle]. Traektoria Nauki [Trajectory of science], 3 (9), 1009–1015. DOI: 10.22178/pos.26-5 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.22178/pos.26-5
Puleko, I., Myklukha, V., & Khimchyk N. (2017). Optimization trajectory of flight pilotless unmanned aerial vehicle is with the use theory of the graphs. Innovative solutions in modern science, 10 (19), 5–13.
Kamil, A. Alotaibi. (2014). Unmanned Aerial Vehicle Routing In The Presence Of Threats. Arlington : The University Of Texas At Arlington.
Hulianytskyi, L. F., & Mulesa, O. Yu. (2016). Prykladni metody kombinatornoi optymizatsii [Applied combinatorial optimization methods]. Kyiv: Vydavnycho-polihrafichnyi tsentr «Kyivskyi universytet» [in Ukrainian].
The Strategic Research Agenda for Robotics in Europe. (2009). Robotic Visions to 2020 and beyond. European Robotics Technology Platform. Retrieved from http://www.robotics-platform.eu/cms/upload/SRA/2010-06_SRA_A3_low.pdf
Morozov, A. V., Panishev A. V., & Skachkov, V. A. (2010). Modifikatsiia metoda Littla dlia resheniia kol'tsevoĭ zadachi o sel'skom pochtal'one [Modification of the Little method for solving the ring problem of the rural postman]. Shtuchnii іntelekt [Artificial Intelligence], 3, 103–115 [in Russian].
Kharchenko, O. V., Kulieshyn, V. V., & Kotsurenko, Yu. V. (2005). Klasyfikatsiia ta tendentsii stvorennia bezpilotnykh litalnykh aparativ viiskovoho pryznachennia [Classification and tendencies of creation of unmanned aerial vehicles for military purposes]. Nauka i oborona [Science and defense], 1, 47–54 [in Ukrainian].
Guillaume Ducard. (2009). Fault-tolerant Flight Control and Guidance Systems: Practical Methods for Small Unmanned Aerial Vehicles. Publisher : Springer. ISBN 1848825609.
Randal, W. Beard, & Timothy, W. McLain. (2012). Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice. Princeton University Press. ISBN: 0691149216.
Levchenko, A. Iu., Morozov, A. V., & Panyshev, A. V. (2011). Bystryi algoritm resheniia zadachi o naznacheniiakh dlia nakhozhdeniia nizhnei granitsy stoimosti marshruta kommivoiazhera [Fast algorithm for solving the problem on appointments for finding the lower limit of the cost of the traveling salesman route]. Shtuchnii іntelekt [Artificial Intelligence], 3, 406–416 [in Russian].
Levchenko, A. Iu., Morozov, A. V., & Panyshev, A. V. (2012). Mekhanizm uskoreniia vychislenii v metode Littla dlia resheniia zadach klassa kommivoiazhera [Computation Acceleration Mechanism in Little's method for solving traveling salesman class problems]. Shtuchnii іntelekt [Artificial Intelligence], 2, 95–110 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ, ВИПРОБУВАННЯ, ЗАСТОСУВАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ СКЛАДНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
