DOI: https://doi.org/10.33099/2311-7249/2018-33-3-143-147

WAVE METHOD FOR DETERMINING THE UAV TRAJECTORIES FOR EFFECTIVE OBSERVATION OVER THE SECTOR OF THE TERRAIN

Yurii H. Danyk, Ihor I. Balytskyi

Abstract


The paper considers the application of the wave method to search for the optimal UAV flight trajectories in a three-dimensional space concerning observation over the border sector. An appropriate efficiency indicator has been used in the process of constructing a three-dimensional mask of a modified wave algorithm that describes the airspace points in view of their effectiveness for the border sector observation. This indicator takes into account a set of factors that significantly affect the resulting observation effectiveness: the impedance of terrain and vegetation, the resolution of the UAV camera, the influence of observation conditions. A method of discretization of the investigated space in which the task is performed has been proposed in order to reduce the computational complexity of a wave algorithm, which significantly increases with enlarging the dimension of space in which wave propagation is simulated. Usage of the proposed approach to discretization significantly reduces the power of the plurality of points the wave method influences at.

Keywords


UAV; wave method; wave algorithm mask; observation efficiency; construction of optimal routes

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)