ФУНКЦІЯ ЩІЛЬНОСТІ РОЗПОДІЛУ ЦІЛЕЙ ДЛЯ ПЛАНУВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2024.27.06Ключові слова:
повітряна розвідка, безпілотний літальний апарат, щільність імовірності, функція щільності розподілу цілей, зона розвідки, параметри знімкаАнотація
Основною проблемою видової повітряної розвідки є суперечність між розмірами площі огляду та розмірами елементарних об’єктів (цілей). Оскільки площа огляду дуже велика, розміри цілі малі, а миттєве поле зору бортової апаратури обмежене, то час на отримання даних досить значний і обсяги інформації, що підлягають обробленню, є дуже великими. Крім того, через технічні обмеження за часом перебування в повітрі та особливості апаратури видової розвідки один безпілотний літальний апарат не в змозі охопити всю площу за один виліт. Гостроту цієї проблеми можна частково зняти шляхом застосування групи безпілотних літальних апаратів, але як для одного, так і для групи постає завдання планування маршруту руху. Простий гребінчастий огляд зони розвідки є далеко не оптимальним, на практиці застосовують планування маршруту за точками із залученням апріорної інформації про найбільш імовірні місця розташування цілей. Однак цей спосіб досить незручний для автоматичного планування маршруту самим безпілотним літальним апаратом, оскільки точка на карті зазвичай не співвідноситься з висотою польоту, миттєвим полем зору бортової апаратури спостереження, масштабом та детальністю знімка. Для підвищення можливостей оптимізації автоматичного планування польоту запропоновано застосовувати функцію щільності розподілу цілей.
Функція щільності розподілу цілей – це двовимірна математична модель, яка описує умовну відносну ймовірність знаходження цілей у різних точках простору. Вона створюється і задається на основі апріорних даних про місцевість, попередніх спостережень або інтелектуальних оцінок, що відображають розподіл можливих цілей у певній області або для всієї зони розвідки. Функція щільності розподілу цілей дозволяє моделювати простір не як однорідний, а як область із різними ступенями важливості або ж імовірностями знаходження цілей. Слід зауважити, що отримання математично обґрунтованих чи розрахованих за теорією ймовірності або математичної статистики двовимірних дискретних щільностей імовірностей для випадково розміщених цілей фактично не можливе. Тому в статті функція щільності розподілу цілей розглядається як область із різними ступенями важливості огляду, що відображається умовними відносними ймовірностями, отриманими з різних джерел, зокрема й експертним оцінюванням.
Посилання
OP 3-0(46). Zastosuvannia bezpilotnykh system u Sylakh oborony Ukrainy: Doktryna [Application of Unmanned Systems in the Defense Forces of Ukraine: Doctrine]. (2023). Kyiv [in Ukrainian].
Korshets, O., & Horbenko, V. (2023). Uroky zastosuvannia bezpilotnykh litalnykh aparativ u rosiisko-ukrainskii viini [Lessons in the Use of Unmanned Aerial Vehicles in the russian-Ukrainian war]. Povitriana mits Ukrainy [Air Power of Ukraine], 1 (4), 9–17. https://doi.org/10.33099/2786–7714–2023–1-4–9-17 [in Ukrainian].
Oleksenko, O. O., Avramenko, O. V., & Fedorov, A. V. (2022). Zastosuvannia bezpilotnykh litalnykh aparativ zbroinymy sylamy rosiiskoi federatsii u viini proty Ukrainy [Application of Unmanned Aerial Vehicles by the Armed Forces of the russian federation in the war against Ukraine]. Nauka i tekhnika Povitrianykh Syl Zbroinykh Syl Ukrainy [Science and Technology of the Air Forces of the Armed Forces of Ukraine.], 4 (49), 23–28 [in Ukrainian].
Rebrin, Yu. K. (1988). Optyko-elektronne rozviduvalne obladnannia litalnykh aparativ [Optical-Electronic Reconnaissance Equipment of Aircraft]. Kyiv [in Ukrainian].
Chumak, O. O., Dudko, M. V., & Dmitriiev, O. M. (2024). Ontolohiia metodiv planuvannia marshrutiv rukhu bezpilotnykh litalnykh aparativ [Ontology of Methods of Planning Routes of Unmanned Aerial Vehicles]. Vyprobuvannia ta sertyfikatsiia [Testing and Certification], 1 (3), 69–77 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.37701/ts.03.2024.10
Kucherenko, O. I., & Vakaliuk, T. A. (2024). Klasyfikatsiia metodiv ta alhorytmiv pobudovy marshrutiv BpLA [Classification of UAV Route Construction Methods and Algorithms]. Vcheni zapysky TNU im. V. I. Vernadskoho. Seriia: Tekhnichni nauky [Academic Notes of TNU named after V. I. Vernadskyi. Series: Technical Sciences.], Vol. 35 (74), № 3, 111–116. https://doi.org/10.32782/2663-5941/2024.3.1/18 [in Ukrainian].
Zhao, C., Liu, Y., Yu, L., & Li, W. (2021). Stochastic Heuristic Algorithms for Multi-UAV Cooperative Path Planning. In Proceedings of the 2021 40th Chinese Control Conference (CCC). Shanghai, China. July 26–28, 2021. (pp. 7677–7682). https://doi.org/10.23919/ccc52363.2021.9549984
Sun, W., & Hao, M. (2021). A Survey of Cooperative Path Planning for Multiple UAVs. In Proceedings of the International Conference on Autonomous Unmanned Systems. Shanghai, China. July 26–28, 2021. (pp. 189–196). https://doi.org/10.1007/978-981-16-9492-9_20
Tang, J., Duan, H., & Lao, S. (2022). Swarm Intelligence Algorithms for Multiple Unmanned Aerial Vehicles Collaboration: A Comprehensive Review. Artif. Intell. Rev., 1–33. https://doi.org/10.1007/s10462-022-10281-7
Pohudina, O. K., Krytskyi, D. M., & Bykov, A. M. et al. (2021). Metodolohiia formuvannia intelektualnoi skladovoi ahentnoi systemy roiu bezpilotnykh litalnykh aparativ : Monohrafiia [Methodology for Forming the Intellectual Component of the Agent System of a Swarm of Unmanned Aerial Vehicles: Monograph]. Kharkiv [in Ukrainian].
Berezhnyi, A. O. (2020). Metody ta informatsiina tekhnolohiia avtomatyzovanoho planuvannia marshrutiv polotiv bezpilotnykh litalnykh aparativ dlia pidvyshchennia efektyvnosti poshuku ob’iektiv: Dys. na zdobuttia nauk. stupenia kand. tekh. nauk za spets. 05.13.06 – Informatsiini tekhnolohii [Methods and Information Technology of Automated Planning of Flight Routes of Unmanned Aerial Vehicles to Increase the Efficiency of Object Search: PhD Dissertation in specialty 05.13.06 – Information Technologies]. Kharkiv, Cherkasy [in Ukrainian].
Tymochko, O. I., Tristan, A. V., Chernavina, O. E., & Berezhny, A. O. (2020). Metod planuvannia marshrutu vedennia povitrianoi rozvidky dynamichnykh ob’iektiv z vykorystanniam bezpilotnykh litalnykh aparativ v lisostepovii mistsevosti [The Method of Planning the Route of Conducting Aerial Reconnaissance of Dynamic Objects Using Unmanned Aerial Vehicles in the Forest-Steppe Area]. Systemy obrobky informatsii [Information Processing Systems], 3 (162), 95–110. https://doi.org/10.30748/soi.2020.162.10 [in Ukrainian].
Danyk, Yu. G., Puleko, I. V., Solovyov, O. V., Pozdnyakov, P. V. (2013). Obgruntuvannia zahalnykh vymoh do operatyvno-taktynykh ta taktychnykh bezpilotnykh aviatsiinykh kompleksiv [Justification of General Requirements for Operational-Tactical and Tactical Unmanned Aircraft Complexes]. Problemy stvorennia, vyprobuvannia, zastosuvannia ta ekspluatatsii skladnykh informatsiinykh system: zb.nauk. prats [Problems of Construction, Testing, Application and Operation of Complex Information Systems. Scientific journal of Korolov Zhytomyr Military Institute], 7, 21–31. Zhytomyr [in Ukrainian].
Puleko, I. V. (2018). Informatsiina tekhnolohiia navihatsii maloho bezpilotnoho litalnoho aparata za optychnym polem Zemli v umovakh propadannia syhnaliv suputnykovykh radionavihatsiinykh system [Information Technology of Navigation of a Small Unmanned Aerial Vehicle in the Optical Field of the Earth in Conditions of Loss of Signals of Satellite Radio Navigation Systems]. Problemy stvorennia, vyprobuvannia, zastosuvannia ta ekspluatatsii skladnykh informatsiinykh system : zb. nauk. prats [Problems of Construction, Testing, Application and Operation of Complex Information Systems. Scientific journal of Korolov Zhytomyr Military Institute], 15, 118–129. Zhytomyr [in Ukrainian].
Weglarczyk, S. (2018). Kernel Density Estimation and its Application. In ITM Web of Conferences, 23, 00037. (pp. 1–8). https://doi.org/10.1051/itmconf/20182300037
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
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.
