Спосіб формування польотного завдання безпілотного літального апарата

Реферат: Спосіб формування польотного завдання безпілотного літального апарата, за яким вводять в систему формування маршруту координатну інформацію через пристрій введення інформації, записують її у пам'ять пристрою формування, прив'язують ці координати до цифрової карти місцевості, розраховують за ними опорні точки маршруту, видають проміжні точки маршруту на інтегратор та виводять їх на екран пристрою відображення через візуалізатор, отримують маршрут польоту апарата, маршрут закладають та зберігають в пам'яті БпЛА. Розраховують відстані між опорними точками маршруту, формують таблицю відстаней між ними, прив'язують введені координати до цифрової карти місцевості, розв'язують транспортну задачу для множини просторово розподілених координат опорних точок, перенумеровують опорні точки маршруту, змінюють порядок прольоту через опорні точки, отримують новий маршрут польоту апарата з мінімальною відстанню. UA 122934 U (12) UA 122934 U UA 122934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до авіаційної техніки, зокрема до способів управління літальними апаратами, що має місце при забезпеченні польоту літального апарата, а саме для формування польотних завдань та визначення оптимального маршруту польоту безпілотного літального апарата (БпЛА). Найбільш близькими способом, що розглядається як аналог (прототип), є спосіб формування маршруту безпілотного літального апарата [патент України № 117211 U, МПК (2017.01) В64С 15/00, G05D 1/00, заявл. 02.12.2016, опубл. 26.06.2017], за яким вводять в систему формування маршруту координатну інформацію через пристрій введення інформації, записують її у пам'ять пристрою формування. Прив'язують ці координати до цифрової карти місцевості, розраховують за ними проміжні точки маршруту, видають проміжні точки маршруту на інтегратор та виводять їх на екран пристрою відображення через візуалізатор, після прив'язування введених координат до цифрової карти місцевості, розраховують проміжні координати поміж трійками просторово розподілених координатних точок, після видачі розрахованих координат на інтегратор, в системі формування маршруту забезпечують створення маршруту. Після розрахунку проміжних точок та створення маршруту, маршрут зберігають в пам'яті безпілотного літального апарата. Для реалізації формування маршруту БпЛА недоліками є те, що: 1) не враховують вимоги до експлуатаційний затрат апарата; 2) не здійснюють автоматизацію планування польоту для великої кількості опорних точок; 3) не забезпечують оперативність планування польотного завдання та мінімізацію маршруту польоту БпЛА. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом вирішення транспортної задачі забезпечити автоматизоване формування оптимального маршруту польоту БпЛА [V. Vorotnikov et. al., Planning the flight routes of the unmanned aerial vehicle by solving the travelling salesman problem, 2017. - Р. 44-49 //Режим доступу: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.108537] з урахуванням експлуатаційних затрат апарата за мінімально можливий час з мінімальною відстанню маршруту без обмеження кількості опорних (проміжних) точок. Поставлена задача вирішується тим, що в способі планування оптимального маршруту польоту безпілотного літального апарата, за яким вводять в систему формування маршруту координатну інформацію через пристрій введення інформації, записують її у пам'ять пристрою формування, прив'язують ці координати до цифрової карти місцевості, розраховують за ними опорні (проміжні) точки маршруту, розраховують відстані між ними, формують таблицю відстаней між опорними (проміжними) точками маршруту, видають проміжні точки маршруту на інтегратор та виводять їх на екран пристрою відображення через візуалізатор, після прив'язування введених координат до цифрової карти місцевості розв'язують транспортну задачу для множини просторово розподілених координатних опорних (проміжних) точок для формування маршруту польоту, отримують маршрут польоту апарата, перенумеровують опорні (проміжні) точки маршруту, розраховують відстань маршруту, маршрут закладають та зберігають в пам'яті БпЛА. Вирішення транспортної задачі для множини опорних (проміжних) для формування маршруту польоту здійснюють за допомогою алгоритму осереднених коефіцієнтів, що забезпечує врахування умов поставленої задачі, а саме: врахування експлуатаційних затрат апарата, здійснення автоматизації планування польоту для великої кількості опорних точок, забезпечення оперативності планування польотного завдання та мінімізація маршруту польоту БпЛА. Реалізація способу формування польотного завдання безпілотного літального апарата полягає у тому, що розв'язання транспортної задачі для множини опорних (проміжних) маршруту польоту здійснюють за допомогою алгоритму осереднених коефіцієнтів за мінімально можливий період часу, що забезпечує вимогу оперативності планування польотного завдання та мінімальної відстані отриманого маршруту польоту. Для n опорних (проміжних) точок початкової траєкторії польоту за (n-2) кроків здійснюється наступне: 1. Знаходять в кожному рядку та стовпці таблиці відстаней між опорними точками маршруту середнє значення рядка c i і стовпця c j , отримують для кожної комірки осереднені коефіцієнти, які розраховуються різницею елементів таблиці С і суми середніх значень рядка і стовпця, які заносять до проміжної таблиці відстаней c   c ij ( c i  c j ) . ij C cij 55 2. Серед знайдених осереднених коефіцієнтів проміжної таблиці відстаней визначають найменший Ui  min (c i ) або Ui  min c j ) , а ребро (i, j) заносять до маршруту польоту БпЛА, ( j i викреслюють i-рядок та j-стовпець з таблиці С. 1 UA 122934 U 5 10 15 20 3. Повторюють кроки 1-2 (n-2) разів. 4. Отримують таблицю С з двома рядками і стовпцями, за значеннями яких визначають кінцеву частину маршруту. Суть способу планування маршруту польоту безпілотного літального апарата при польотному завданні пояснюється за допомогою ілюстрації (фіг. 1-4), де на кресленні (фіг. 1 - 85 точок; фіг. 2 - 168 точок) показано можливі варіанти розміщення опорних (проміжних) точок та отримані відповідні маршрути польоту апарата (фіг. 3 - 85 точок, маршрут складає 4 725 од.; фіг. 4 - 168 точок, маршрут складає 7 203 од.), за аналогом відстань складає 8 731 од. Моделювання системи формування маршруту проводилося шляхом розміщення опорних (проміжних) на цифровій карті, при цьому стартова та кінцева точки маршруту польоту співпадають. Після формування початкового маршруту проводиться перенумерація опорних (проміжних) точок, розраховується відстань отриманого маршруту польоту, оцінюються можливості ресурсу БпЛА на подолання ним відстані маршруту, який закладається та зберігається в пам'яті апарата. Таким чином, порівняно з прототипом запропонований спосіб зменшує відстань маршруту польоту БпЛА на 17-35 %. Спосіб формування польотного завдання безпілотного літального апарата доцільно застосовувати для оперативної організації та проведення операцій з використанням БпЛА в умовах обмеженості часу на прийняття рішення з врахуванням енергоресурсів апарата. Корисна модель реалізована на рівні технічної пропозиції і може знайти своє широке застосування в системах управління безпілотними літальними апаратами. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб формування польотного завдання безпілотного літального апарата, за яким вводять в систему формування маршруту координатну інформацію через пристрій введення інформації, записують її у пам'ять пристрою формування, прив'язують ці координати до цифрової карти місцевості, розраховують за ними опорні точки маршруту, видають проміжні точки маршруту на інтегратор та виводять їх на екран пристрою відображення через візуалізатор, отримують маршрут польоту апарата, маршрут закладають та зберігають в пам'яті БпЛА, який відрізняється тим, що розраховують відстані між опорними точками маршруту, формують таблицю відстаней між ними, прив'язують введені координати до цифрової карти місцевості, розв'язують транспортну задачу для множини просторово розподілених координат опорних точок, перенумеровують опорні точки маршруту, змінюють порядок прольоту через опорні точки, отримують новий маршрут польоту апарата з мінімальною відстанню. 2 UA 122934 U 3 UA 122934 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4