Хвильовий метод визначення траєкторій БПЛА для ефективного спостереження за ділянкою місцевості

Yurii H. Danyk, Ihor I. Balytskyi

Abstract


У роботі розглянуто застосування хвильового методу пошуку оптимальних щодо спостереження за ділянкою кордону траєкторій польоту БПЛА у тримірному просторі. При побудові тримірної маски модифікованого хвильового алгоритму, що описує точки повітряного простору з точки зору ефективності спостереження з них за ділянкою кордону, використаний відповідний показник ефективності. Даний показник враховує сукупність факторів, що суттєво впливають на результуючу ефективність спостереження: перешкоджаючий вплив рельєфу місцевості та рослинності, роздільна здатність камери БПЛА, вплив умов спостереження. З метою зменшення обчислювальної складності хвильового алгоритму, яка суттєво зростає при збільшенні розмірності простору в якому симулюється поширення хвилі, запропонований спосіб дискретизації досліджуваного простору в якому виконується задача. Використання запропонованого підходу до дискретизації суттєво зменшує потужність множини точок на які поширюється робота хвильового методу.


Keywords


БПЛА; Хвильовий метод; Маска хвильового алгоритму; Ефективність спостереження; Побудова оптимальних маршрутів

References


Borovyk O. V., Method of estimation of the efficiency of functioning of one tower of the system of optoelectronic observation [Metodyka otsinky efektyvnosti funktsionuvannia odniiei vezhi systemy optyko-elektronnoho sposterezhennia] / O. V. Borovyk, R. V. Rachok, M. M. Darmoroz // Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoi akademii Derzhavnoi prykordonnoi sluzhby Ukrainy. Seriia : viiskovi ta tekhnichni nauky / holov. red. Oleksiienko B. M. – Khmelnytskyi : Vyd-vo NADPSU, 2016. – No. 4(70). – P. 208–226.

Borovyk O. V., Estimation of the efficiency of optoelectronic observation system operation [Otsinka efektyvnosti funktsionuvannia systemy optyko-elektronnoho sposterezhennia] / O. V. Borovyk, R. V. Rachok, M. M. Darmoroz // Radioelektronika, informatyka, upravlinnia. – 2017. – No. 2 (41). – P. 93–99.

Rachok R. V., Structural optimization of the system of optoelectronic observation [Strukturna optymizatsiia systemy optyko-elektronnoho sposterezhennia] / R. V. Rachok, O. V. Borovyk, L. V. Borovyk, // Radioelektronika, informatyka, upravlinnia. – 2017. – No. (43). – P. 151–161.

Balytskyi I. I., Providing safety of unmanned aerial vehicles flight in solving border guarding tasks [Zabezpechennia bezpeky polotu bezpilotnykh litalnykh aparativ pry vyrishenni zavdan z okhorony kordonu] / I. I. Balytskyi // Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoi akademii Derzhavnoi prykordonnoi sluzhby Ukrainy. Seriia: Viiskovi ta tekhnichni nauky – 2018 – No. 2(76) – P. 55-65.

Zhang H., J. Q. Sun, Q. J. Hui, and J. Guo. “Vehicle Route Optimization of Centrally Dynamic Route Guidance Systems.” Urban Transport XIV (August 15, 2008). doi:10.2495/ut080651. (eng).

Shapovalova S. І., Optimization of route search on topographic maps [Optymizatsiia poshuku marshrutu na topohrafichnykh kartakh] / S. I. Shapovalova, D. K. Radchenko // Adaptyvni systemy avtomatychnoho upravlinnia : mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. – 2013. – No. 1(22). – P. 60–65. – Bibliohr.: 4 nazvy.

Online Graph Pruning for Pathfinding on Grid Maps [Elektronnyiresurs]. – Available at: http://users.cecs.anu.edu.au/∼dharabor/data/papers/ harabor-grastien-aaai11.pdf. (eng).

Rachok R. V., Methodology for determining the land environment mask on the basis of the speed characteristics of vehicles using analogy with light refraction [Metodyka vyznachennia masky mistsevosti na osnovi shvydkisnykh kharakterystyk transportnykh zasobiv z vykorystanniam analohii iz zalomlenniam svitla] / R. V. Rachok // Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoi akademii Derzhavnoi prykordonnoi sluzhby Ukrainy. Seriia : viiskovi ta tekhnichni nauky / holov. red. Oleksiienko B. M. – Khmelnytskyi : Vyd-vo NADPSU, 2017. – No. 3(73). – P. 350–361.

Katerynchuk І. S., Using wave algorithm to determine the rational route of movement in geoinformation systems [Vykorystannia khvylovoho alhorytmu dlia vyznachennia ratsionalnoho marshrutu rukhu v heoinformatsiinykh systemakh] / I. S. Katerynchuk, R. V. Rachok, D. A. Mul // Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoi akademii Derzhavnoi prykordonnoi sluzhby Ukrainy. Seriia : viiskovi ta tekhnichni nauky / holov. red. Oleksiienko B. M. – Khmelnytskyi : Vyd-vo NADPSU, 2007. – No.40. – P. 29–30.

Katerynchuk І. S., Algorithm to determine the rational route of movement in geoinformation systems [Alhorytm dlia vyznachennia ratsionalnoho marshrutu rukhu v heoinformatsiinykh systemakh] / I. S. Katerynchuk, R. V. Rachok, D. A. Mul // Zbirnyk naukovykh prats Viiskovoho instytutu Kyivskoho natsionalnoho universytetu im. T. Shevchenka. – K. : Vyd-vo VIKNU, 2010. – No. 28. – P. 320–322.

Rachok R. V., Method to determine rational routs of the border agency rapid reaction units movement [Metodyka vyznachennia ratsionalnykh marshrutiv pidrozdiliv shvydkoho reahuvannia prykordonnoho vidomstva] / R. V. Rachok // Naukoiemni tekhnolohii. – 2017. – No. 3(35). – S. 266–271.


GOST Style Citations


1. Боровик, О. В.  Методика оцінки ефективності функціонування однієї вежі системи оптико-електронного спостереження / О. В. Боровик, Р. В. Рачок, М. М. Дармороз // Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія : військові та технічні науки / голов. ред. Олексієнко Б. М. – Хмельницький : Вид-во НАДПСУ, 2016. – № 4(70). – С. 208–226.

2. Боровик, О. В. Оцінка ефективності функціонування системи оптико-електронного спостереження / О. В. Боровик, Р. В. Рачок, М. М. Дармороз // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2017. – № 2 (41). – С. 93–99.

3. Рачок, Р. В. Структурна оптимізація системи оптико-електронного спостереження / Р. В. Рачок, О. В. Боровик, Л. В. Боровик, // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2017. – № 4 (43). – С. 151–161.

4. Балицький, І. І. Забезпечення безпеки польоту безпілотних літальних апаратів при вирішенні завдань з охорони кордону / І. І. Балицький // Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія: Військові та технічні науки – 2018 - № 2(76) – С. 55-65.

5. Zhang, H., J. Q. Sun, Q. J. Hui, and J. Guo. “Vehicle Route Optimization of Centrally Dynamic Route Guidance Systems.” Urban Transport XIV (August 15, 2008). doi:10.2495/ut080651. (eng).

6. Шаповалова, С. І. Оптимізація пошуку маршруту на топографічних картах / С. І. Шаповалова, Д. К. Радченко // Адаптивні системи автоматичного управління : міжвідомчий науково-технічний збірник. – 2013. – № 1(22). – С. 60–65. – Бібліогр.: 4 назви. 7. Online Graph Pruning for Pathfinding on Grid Maps [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://users.cecs.anu.edu.au /∼dharabor/data/papers/ harabor-grastien-aaai11.pdf. (eng).

8. Рачок, Р. В. Методика визначення маски місцевості на основі швидкісних характеристик транспортних засобів з використанням аналогії із заломленням світла / Р. В. Рачок // Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія : військові та технічні науки / голов. ред. Олексієнко Б. М. – Хмельницький : Вид-во НАДПСУ, 2017. – № 3(73). – С. 350–361.

9. Катеринчук, І. С. Використання хвильового алгоритму для визначення раціонального маршруту руху в геоінформаційних системах / І. С. Катеринчук, Р. В. Рачок, Д. А. Мул // Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія : військові та технічні науки / голов. ред. Олексієнко Б. М. – Хмельницький : Вид-во НАДПСУ, 2007. – № 40. – С. 29–30.

10. Катеринчук, І. С. Алгоритм для визначення раціонального маршруту руху в геоінформаційних системах / І. С. Катеринчук, Р. В. Рачок, Д. А. Мул // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету ім. Т. Шевченка. – К. : Вид-во ВІКНУ, 2010. – № 28. – С. 320–322.

11. Рачок, Р. В. Методика визначення раціональних маршрутів підрозділів швидкого реагування прикордонного відомства / Р. В. Рачок // Наукоємні технології. – 2017. – № 3(35). – С. 266–271.





ISSN 2410-7336 (Online)

ISSN 2311-7249 (Print)