Этот метод улучшает планирование миссий с использованием нескольких БПЛА, повышая эффективность и позволяя использовать такие приложения, как инспекция инфраструктуры и мониторинг окружающей среды.
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), или дроны, продемонстрировали свою полезность в различных приложениях, включая мониторинг окружающей среды, сельское хозяйство, поисково-спасательные работы и воздушную съемку. В настоящее время эти задачи в основном выполняются отдельными дронами, но растет интерес к использованию групп автономных или полуавтономных БПЛА для более эффективного покрытия больших территорий. Исследователи разрабатывают технологии, позволяющие одновременно развертывать и координировать работу нескольких БПЛА для расширения возможностей миссии.
Исследователи Чешского технического университета представили новый метод планирования маршрутов с минимальной энергией для команд БПЛА. Этот подход учитывает емкость аккумуляторов дронов для минимизации энергопотребления и оптимизации скорости полета, обеспечивая эффективную командную работу в условиях выполнения миссий.
Команда стремилась создать вычислительную модель, которая координирует работу нескольких БПЛА для достижения энергоэффективного покрытия во время миссий. В отличие от предыдущих подходов, их подход учитывает оптимальные скорости полета и индивидуальные ограничения батареи для команды БПЛА.
Исследователи подошли к распределению ячеек для БПЛА и планированию их миссии, сформулировав проблему как задачу коммивояжера с множеством наборов (MS-TSP). Эта математическая задача аналогична сценарию, в котором несколько продавцов должны посетить города, сгруппированные в наборы, посетив каждый набор один раз, прежде чем вернуться в исходную точку, и все это с минимальными затратами на поездку.
Исследователи проверили свой подход в моделировании и реальном эксперименте, применив его на команде дронов для наблюдения за определенной областью. Их метод превзошел предыдущие подходы, увеличив скорость покрытия и снизив потребление энергии до 40.4%.
Новый подход, предложенный в этом исследовании, может позволить использовать группы БПЛА в реальных сценариях, особенно для задач, требующих длительного времени полета, таких как проверка инфраструктуры, точное земледелие и мониторинг окружающей среды. Нековарж и его коллеги предоставили базовый код на GitHub, чтобы другие исследователи могли его реализовать и протестировать.
В будущих исследованиях они стремятся улучшить свой подход к планированию зоны действия БПЛА в трех измерениях и учесть неопределенность локализации. Они также намерены обеспечить возможность подзарядки и замены БПЛА во время миссий, что продлит срок службы батарей команды и позволит выполнять более длительные миссии.