Керування топологією рою безпілотних літальних апаратів

Анотація

Статтю присвячено проблемі керування топологією роя безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Основним завданням при функціонуванні рою є підтримання динамічної топології, тобто стійкого інформаційного обміну і структурної узгодженості між елементами рою в умовах постійних змін середовища. Показано, що використання відомих підходів передбачає використання глобальної супутникової навігаційної системи для позиціонування БПЛА, наприклад, системи глобального позиціонування (GPS), що є неприйнятним, оскільки при виконанні своїх завдань БПЛА можуть раптово стикатися з втратою сигналів GPS, що може призвести до відсутності інформації про місцезнаходження. Для підтримки функціональності, що включає використання географічних протоколів маршрутизації, підтримка зв'язності в динамічних мережевих умовах та адаптацію до топологічних змін у рої БПЛА, у роботі використовуються віртуальними координатами. У роботі розроблена віртуальна координатна система, що є основою запропонованого методу управління топологією рою БПЛА, що забезпечує відсутність наявності: глобальних координат, централізованого контролера, узгодження моделей руху, попередньої калібрування формації рою. Система функціонує виключно на основі локальних вимірювань відстаней до сусідів, що робить її універсальною, масштабованою та стійкою до втрат окремих БПЛА. Розроблено алгоритми об'єднання та поділу роїв на основі віртуальної координатної системи.