10.14489/vkit.2021.09.pp.011-017

DOI: 10.14489/vkit.2021.09.pp.011-017

Дронский С. А., Инсаров В. В.
КОНЦЕПЦИЯ ГРУППОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ АВТОНОМНЫХ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ДОСТАВКЕ ПОЛЕЗНОГО ГРУЗА НА КЛАСТЕР ОБЪЕКТОВ ИНТЕРЕСА DELIVERY
(с. 11-17)

Аннотация. Предложен способ минимизации числа автономных беспилотных летательных аппаратов (АБЛА) при выполнении задачи доставки полезного груза для кластера объектов интереса (ОИ) с использованием синхронизации летательных аппаратов стаи перед этапом конечного наведения. Введено понятие зоны синхронизации как области пространства, в которой производится формирование стаи АБЛА и перераспределение ОИ между членами стаи. Определены ключевые параметры, которыми должна обладать система обеспечения связи АБЛА в зоне синхронизации, включая как физическую реализацию, так и программное обеспечение более высокого уровня. Определены размеры и положение зоны синхронизации, исходя из типичных параметров траектории АБЛА.

Ключевые слова: автономные беспилотные летательные аппараты; групповое применение; стая беспилотных летательных аппаратов; конечное наведение; задача консенсуса; ненадежные вычисления.

Dronsky S. A., Insarov W. V.
THE AUTONOMOUS UNMANNED AERIAL VEHICLE GROUP APPLICATION CONCEPT OF THE CLUSTER OF OBJECTS OF INTEREST PAYLOAD DELIVERY
(pp. 11-17)

Abstract. The modern weapons key features are: autonomy, precision, long arm (range more than 2000 km). Such AUAV (Autonomous Unmanned Aerial Vehicles) are quite expensive. The traditional way of delivering a payload is a priori programming each AUAV to the concrete OI (Object of Interest). Since the probability of successful payload delivery is usually about 0.8 or less, then to increase the successful solution probability to the problem posed, the method of launching two or more AUAVs at one OI is used. Thus, a method that minimizes the cost of a solution, i.e. minimizes the AUAV squad, while maintaining a given probability of completing a flight task is of obvious economic interest. A flock of AUAVs can exchange data before the payload delivery, before the final guidance stage, distribute the available AUAVs to the OI to maximize the total task efficiency. To solve the problem of AUAV reprogramming, a method of AUAV data exchange in the synchronization zone is proposed. The geometrical parameters of the zone, the possibility of radio communication with the required exchange rate, and the speed of the synchronization algorithms have been determined. The program exchange parameters are determined and one of the possible Raft algorithms is selected for solving consensus problems in the unreliable computations network.

Keywords: Autonomous unmanned aerial vehicles; Group use; Flock of unmanned aerial vehicles; Final guidance; Consensus problem; Unreliable computing.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

С. А. Дронский, В. В. Инсаров (ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ГНЦ РФ, Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

S. A. Dronsky, W. V. Insarov (State Research Institute of Aviation Systems State Scientific Center of Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ким Н. В., Крылов И. Г. Групповое применение беспилотного летательного аппарата в задачах наблюдения [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2012. № 62. URL: https://mai.ru/upload/iblock/bbb/gruppovoe-primenenie-bespilotnogo-letatelnogo-appara ta-v-zadachakh-nablyudeniya.pdf (дата обращения: 22.07.2021).
2. Ким Н. В., Михайлов Н. А. Формирование управлений группой БЛА при поиске наземных объектов на основе энтропийного подхода // Техническое зрение в системе управления – 2019: сб. тез. докл. науч.-техн. конф. (12 – 13 марта 2019). М., 2019. С. 29 – 30.
3. Бабич Л. А. Групповое применение разведывательных и ударных беспилотных летательных аппаратов // Молодой ученый. 2019. № 45(283). С. 3 – 6.
4. Иванова И. А., Никонов В. В., Царева А. А. Способы организации управления беспилотными летательными аппаратам // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 1-11. С. 56 – 63.
5. Юферев С. Рой беспилотников. Будущее боевых действий [Электронный ресурс] // Военное обозрение. Авиация. 12 нояб. 2019. URL: https://topwar.ru/164570-roj-bespilotnikov-buduschee-boevyh-dejstvij.html (дата обращения: 02.06.2021).
6. Ongaro D., Ousterhout J. In Search of an Understandable Consensus Algorithm. 2014. URL: https://www.usenix.org/system/files/conference/atc14/atc14-paper-ongaro.pdf (дата обращения: 02.06.2021).
7. Полынкин А. В., Ле Х. Т. Исследование характеристик радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. Вып. 7. Ч. 2. С. 98 – 107.
8. Боев Н. М., Шаршавин П. В., Нигруца И. В. Построение систем связи беспилотных летательных аппаратов для передачи информации на большие расстояния [Электронный ресурс] // Автономные аэрокосмические системы. URL: https://uav-sibe ria.com/news/postroenie-sistem-svyazi-bespilotnykh-letatel nykh-apparatov-dlya-peredachi-informatsii-na-bolshie-ra/ (дата обращения: 08.06.2021).

Eng

1. Kim N. V., Krylov I. G. (2012). Group use of an unmanned aerial vehicle in surveillance tasks. Trudy MAI, 62. Available at: https://mai.ru/upload/iblock/bbb/gruppovoe-primenenie-bespilotnogo-letatelnogo-appara ta-v-zadachakh-nablyudeniya.pdf (Accessed: 22.07.2021). [in Russian language]
2. Kim N. V., Mihaylov N. A. (2019). Formation of controls for a UAV group in the search for ground objects based on the entropy approach. Technical vision in the control system - 2019: collection of abstracts of scientific and technical conference, pp. 29 – 30. Moscow. [in Russian language]
3. Babich L. A. (2019). Group use of reconnaissance and attack unmanned aerial vehicles. Molodoy ucheniy, 283(45), pp. 3 – 6. [in Russian language]
4. Ivanova I. A., Nikonov V. V., Tsareva A. A. (2014). Methods for organizing control of unmanned aerial vehicles. Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk, (1-11), pp. 56 – 63. [in Russian language]
5. Yuferev S. (2019). A swarm of drones. The future of fighting. Military Review. Aviation. Available at: https://topwar.ru/164570-roj-bespilotnikov-buduschee-boevyh-dejstvij.html (Accessed: 02.06.2021). [in Russian language]
6. Ongaro D., Ousterhout J. (2014). In Search of an Understandable Consensus Algorithm. Available at: https://www.usenix.org/system/files/conference/atc14/atc14-paper-ongaro.pdf (Accessed: 02.06.2021).
7. Polynkin A. V., Le H. T. (2013). Study of the characteristics of the radio communication channel with unmanned aerial vehicles. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskie nauki, (7), part 2, pp. 98 – 107. [in Russian language]
8. Boev N. M., Sharshavin P. V., Nigrutsa I. V. Construction of communication systems for unmanned aerial vehicles for transmitting information over long distances. Autonomous aerospace systems. Avaialble at: https://uav-siberia.com/news/postroenie-sistem-svyazi-bes-pilotnykh-letatelnykh-apparatov-dlya-peredachi-informat-sii-na-bolshie-ra/ (Accessed: 08.06.2021). [in Russian language]

+ - Скачать электронную версию статьи (Download the electronic version of the article) Click to collapse

Рус

Статью можно бесплатно скачать в формате PDF.

vkit_2021_09_pp_011_017.pdf

Eng

The article can be downloaded for free in PDF format.

vkit_2021_09_pp_011_017.pdf