Исследование методов формирования строя БПЛА для решения прикладных задач

В данной работе рассматривается решение перспективной задачи формирования строя бесплотными летательными аппаратами (БПЛА) с применением методов искусственного интеллекта. Под строем понимается заранее заданное взаимное расположение участников группы, которое поддерживается в течение определённого периода времени. Актуальность решения задачи связана с тем, что БПЛА принимают все большее участие в различных сложных миссиях, в частности они используются при поисково-спасательных операциях, мониторинге и патрулировании территории, для организации сетей связи в труднодоступных местах. Возникает необходимость в их коллективном взаимодействии и в частности, в формировании и поддержании по требованию заданной формации, например, для оптимального покрытия территории. Выполненный аналитический обзор современной литературы показал, что задача в настоявшее время не является полностью решённой, что в первую очередь связано с различными внешними возмущающими факторами, влияющими на траекторию движения БПЛА, включая сложные полётные условия и ветровую нагрузку. В настоящей работе даётся постановка задачи формирования строя и предлагается её оригинальное решение с применением методов интеллектуального управления для оперативного реагирования на внешние изменения. Показан пример решения задачи формирования строя БПЛА, включающий планирование и реализацию траекторного движения в сложной среде, который демонстрирует перспективность предложенного решения.

Research of methods of formation of the UAV system for solving applied problems

In this paper, the solution of a promising problem of formation of a flock by unmanned aerial vehicles (UAVs) using artificial intelligence methods is considered. The formation refers to a predetermined mutual arrangement of the group members, which is maintained for a certain period of time. The urgency of solving the problem is due to the fact that UAVs are increasingly involved in various complex missions, in particular they are used in search and rescue operations, monitoring and patrolling the territory, for organizing communication networks in remote places. There is a need for their collective interaction and, in particular, for the formation and maintenance of a given formation on demand, for example, for optimal coverage of the territory. An analytical review of modern literature has shown that the problem is not fully solved at the present time, which is primarily due to various external disturbing factors affecting the trajectory of the UAV, including difficult flight conditions and wind load. In this paper, the formulation of the problem of formation of the system is given and its original solution is proposed using intelligent control methods for rapid response to external changes. An example of solving the problem of forming a UAV system, including planning and implementing trajectory movement in a complex environment, is shown, which demonstrates the prospects of the proposed solution.