Исследователи из Казани создали алгоритм для эффективного взаимодействия беспилотных летательных аппаратов (БВС) при поиске наземных объектов. Система автоматически распределяет дроны по группам, координирует их полеты и объединяет данные с камер видимого и инфракрасного диапазонов для получения качественных снимков местности.
Авторы работы - специалисты Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ): к.т.н., доцент кафедры конструкций летательных аппаратов Никита Левшонков, аспирант той же кафедры Игорь Нафиков и студентка Яна Ларюхина. Результаты исследования опубликованы в февральском номере «Научного Вестника МГТУ ГА» за 2024 год.
Разработанный алгоритм уже показал эффективность при решении различных практических задач: от создания цифровых карт местности и мониторинга сельскохозяйственных угодий до обнаружения лесных пожаров и патрулирования пляжей и аэропортов. Отдельное направление - доставка грузов и медикаментов в труднодоступные районы.
Один из ключевых элементов системы - блок обработки изображений. Алгоритм работает с фрагментами размером 256 × 256 пикселей, комбинируя данные от камер видимого и инфракрасного диапазонов. Для каждого участка изображения параметры обработки настраиваются индивидуально, что позволяет получать четкие снимки даже в сложных условиях наблюдения.
Система автоматически рассчитывает оптимальное время выполнения задания по формуле T = t₁ + (S_инт)/(W_T × n) + t₂, где t₁ - время полета до зоны поиска, S_инт - площадь этой зоны, W_T - производительность одного беспилотника, n - количество аппаратов в группе, t₂ - время возврата.
Особое внимание уделено безопасности полетов. Алгоритм анализирует возможные ошибки при вводе полетного задания, проверяет траектории дронов на предмет опасных пересечений, учитывает наличие препятствий - от деревьев до зданий. Для каждой зоны поиска устанавливается минимальная безопасная высота полета.
При нештатных ситуациях система способна самостоятельно определить безопасную зону для посадки группы дронов. Если один из аппаратов теряет связь или выходит из строя, его задачи автоматически перераспределяются между остальными участниками группы.
Технические испытания подтвердили способность алгоритма эффективно объединять данные с разных беспилотников. В ходе экспериментов система успешно обрабатывала изображения как в верхней части кадра, где наиболее информативен канал видимого диапазона, так и в нижней части, где этот канал теряет эффективность.
На основе полученных результатов исследования планируется создать новый продукт для коммерческой эксплуатации беспилотных воздушных судов.
Справка о вузе
КНИТУ-КАИ (Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева - КАИ) — один из крупнейших технических университетов России с более чем 90-летней историей. В настоящее время университет объединяет 5 институтов и физико-математический факультет, где обучается около 17 000 студентов. Образовательный процесс обеспечивают более 40 кафедр с высококвалифицированным преподавательским составом, включающим 137 докторов и кандидатов наук. Научная деятельность университета сосредоточена в трех научно-исследовательских институтах, 11 научно-образовательных центрах и 43 лабораториях, а также в специализированных центрах “КАИ-Парк”. Университет активно развивает инфраструктуру и располагает современной материально-технической базой, включающей спортивный комплекс с бассейном и стадионом “КАИ-ОЛИМП”, новейшее общежитие “Дом студента”. КНИТУ-КАИ является участником программ “Приоритет 2030”, “Передовые инженерные школы” и входит в ведущие международные ассоциации технических университетов.
Никто пока не комментировал эту страницу.