АППАРАТНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ АВТОНОМНОЙ ГРУППЫ БПЛА

Аннотация

В связи с ускоренным ростом объемов использования групп автономно функционирующих
беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) в различных средах решение проблемы оптими-
зации функционирования групп таких аппаратов по критерию минимума затрачиваемой энер-
гии является актуальной научной задачей. В настоящей статье развивается новый подход
обеспечения энергосбережения группы беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) за счет
использования станций подзарядки БпЛА, обеспечивающих необходимую универсальность в
обслуживании разных типов аппаратов. Рассматриваются наиболее эффективные варианты
систем приземления, точного позиционирования, выработки энергии на станции, а также
обосновывается гибридная система обеспечения подзарядки, сочетающая контактный и бес-
контактный способы. Приводится обобщенная схема многоэтапного взаимодействия БпЛА со
станцией подзарядки, предусматривающая возможность повторения одного из этапов в случае
не полного его завершения в течение определенных интервалов времени, а также учитывающая
особенности взаимодействия между агентами по доступным им каналам связи. Поставлена и
решена задача оптимального распределения по энергетическому критерию БпЛА группы меж-
ду пунктами назначения (ПН), совмещенными со станциями подзарядки (СП). Учитывается
как крейсерский режим, так и маневрирование аппарата при взлете и посадке, когда мощность
расходования энергии возрастает. Введено понятие эффективного расстояния до пункта на-
значения, учитывающего оценочные затраты энергии каждого БпЛА на достижение данного
ПН с учетом его произвольного текущего положения и имеющейся очереди заданий на данный
момент. Для исследования разработанных подходов и алгоритмов целераспределения и плани-
рования движения БпЛА группы создано и апробировано программное обеспечение на базе сре-
ды Unity. Гибкость последнего позволяет моделировать различные алгоритмы информацион-
ных взаимодействий элементов внутри группы БпЛА, группы СП, а также перекрестных взаи-
модействий между БпЛА и СП. В частности, Программное обеспечение позволяет определять
в каждый дискретный момент степень заряда каждого БпЛА, очереди ПН для каждого БпЛА,
его историю пополнения заряда на станциях.