A NEW APPROACH TO PLANNING THE FLIGHT ROUTE OF UNMANNED AIRCRAFT BASED ON FUZZY SETS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33099/2311-7249/2021-40-1-55-62

Keywords:

flight route planning, interval fuzzy sets of type 2, decision maker, fuzzy logical system, triangular fuzzy numbers, trapezoidal fuzzy intervals, knowledge, knowledge formalization

Abstract

The article proposes an approach to formalize knowledge about the process of planning the flight route of an unmanned aerial vehicle at the stage of planning aerial reconnaissance using heuristic methods that are the best in terms of taking into account the practice, experience, intuition, knowledge of decision-makers when conducting aerial reconnaissance. The use of an unmanned aerial vehicle in the conditions of requirements and restrictions, the flight technical capabilities of an unmanned aerial vehicle, the availability of means of destruction of the enemy suggests a large variety of flight route options, which makes it difficult to make an informed decision on building the optimal flight route for an unmanned aerial vehicle. As the experience of the practical application of submarines shows, the conditions, requirements, restrictions imposed on reconnaissance tasks, the influence of external factors, the account of the most important objects for overflight, can contradict each other, creating uncertainty when giving priority to any of them in planning. The developed method of formalizing knowledge about the process of flight planning of an unmanned aerial vehicle based on INMT2 allows one to formalize factors that take into account the tactical conditions for conducting aerial reconnaissance, the influence of the external environment on the flight range of an unmanned aerial vehicle in the form of linguistic and interval-estimated parameters for each option, which allow taking into account uncertainty; to form the domain of definition of linguistic variables used to describe the tactical conditions for conducting aerial reconnaissance and the influence of the external environment on the flight range of an unmanned aerial vehicle; to form the most significant ground objects from the set of the most important objects of aerial reconnaissance on the basis of an assessment of the degree of non-dominance of elements; to formalize the flight strategies of an unmanned aerial vehicle for each possible variant of operational construction, the influence of the external environment in the form of fuzzy production rules, where fuzzy linguistic expressions are used as an antecedent, consequent.

References

Камінський В.В. Аналіз застосування безпілотних літальних апаратів в сучасних збройних конфліктах та АТО на Сході України / В.В. Камінський, В.В. Тюрін, О.А. Корщець, Н.О. Королюк // Наука і оборона. – 2017. – № 3(4). – С.4-8.

Степанов Г.С. Погляди щодо проблемних питань застосування Повітряних Сил в протиповітряній обороні / Г.С. Степанов, В.В Камінський, М.А. Павленко // Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. – 2018. – №1(30). – С. 18-23.

Камінський B.B. Боротьба з повітряним тероризмом має починатися з землі / B.B. Камінський // Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. – 2014. – № 1(14). – С. 16-23.

Олизаренко С.А. Нечеткие множества типа 2. Терминология и представление / С.А. Олизаренко, Е.В. Брежнев, А.В. Перепелица // Системи обробки інформації. – Х.: ХУПС, 2010. – Вип. 8(89). – С. 131–140.

Олизаренко С.А. Интервальные нечеткие множества типа 2. Терминология, представление, операции / С.А. Олизаренко, А.В. Перепелица, В.А. Капранов // Системи обробки інформації. – Х.: ХУПС, 2011. – Вип. 2(92). – С. 39 – 45.

Королюк Н.О. Обгрунтування сучасного пiдходу щодо автоматизації процесів прийняття рішень по управлінню авіацією / Н.О. Королюк, О.В.Першин, Т.О. Грідньова, С.О. Шевченко // Збірник наукових праць. - 2019. - №1(59). – С.32-39.

Saaty, T. “Structures in decision making: On the subjective geometry of hierarchies and networks [on line]”. European Journal of Operational Research, vol. 199, is. 3, 2009, p. 867–872.

Королюк Н.О. Процедура формалізації даних, які використовуються при описі процесу управління рухом повітряних об’єктів / Н.О. Королюк, Р.В. Корольов, О.А. Коршець // Збірник наукових праць ХНУПС. – 2017. – № 4(53). – С.103-106.

Korolyuk, N. “An approach to prediction of the telecommunication network quality parameters under the conditions of non-stochastic uncertainty”, Telecommunications and Radio Engineering, Issue 11. Volume 76, 2017. Pages 1027-1032.

Королюк Н.О. Удосконалення програмного забезпечення комплексів засобів автоматизації при розпізнаванні типу повітряного об’єкта / Н.О.Королюк, В.В. Синявський, Д.О. Хаустов // Системи озброєння і військової техніки. – 2017. – № 1(49). – С. 67-80.

Тимочко О.І. Метод оцінки ступеня небезпеки нештатних ситуацій у повітряному просторі / О.І. Тимочко, П.П. Зуєв // Наука і техніка Повітряних Сил Збойних Сил України. – 2017. – № 1(26). – С. 49-53. Теоретические основы автоматизации процессов выработки решений в системах управления / В.Е. Ярушек, В.П. Прохоров, А.В. Мишин, Б.Н. Судаков. – Х.: ХУВС, 2011. – 355 с.

Ротштейн О.П. Діагностика на базі нечітких відношень в умовах невизначеності: моногр. / О.П. Ротштейн, Г. Б. Ракитянська. – Вінниця: Універсум, 2006 – 275 с.

Korolyuk, N. (2014) , “Hybrid model of knowledge for situation recognition in airspace”, Automatic Control and Computer Sciences, Vol. 49, pp.16-25.

Alimpiev, A. (2017), “Selecting a model of unmanned aerial vehicle to accept it for military purposes with regard to expert data” P.Berdnik, N.Korolyuk, O.Korshets, M. Pavlenko, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies ISSN 1729-3774. - №1/ 9 (85 рр 53-60.

Hagras, H. Introduction to Interval Type-2 Fuzzy Logic Controllers – Towards Better Uncertainty Handling in Real World Applications / Hani Hagras, Christian Wagner // IEEE eNewsletter. Systems, Man and Cybernetics Society. – Issue 27. –June 2009.

Mendel, J. Interval Type-2 Fuzzy Logic Systems Made Simple / J.M. Mendel, R.I. John, Feilong Liu // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. – December 2006. – Vol. 14, no. 6. – Р. 808-821.

Пермяков О.Ю. Інформаційно – телекомунікаційні технології і сучасна збройна боротьба / О.Ю. Пермяков, Н.О. Королюк // Науково-технічна конференція молодих учених «Актуальні проблеми інформаційних технологій» (20-21 листопада 2018 року). - Київ: НУОУ, 2018. - С. 5-6.

Mendel, J. Standard Background Material About Interval Type-2 Fuzzy Logic Systems / J.M. Mendel, H. Hagras, R.I. John // IEEE CIS Standards Committee [Электронный ресурс]. – Режим доступа к ресурсу: http://ieee-cis.org/technical/standards/.

Wu, Н. Uncertainty Bounds and Their Use in the Design of Interval Type-2 Fuzzy Logic Systems / Н. Wu, J.M. Mendel // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. – Оctober 2002. – Vol. 10, no. 5. – Р. 622-639.

Wu, D. Enhanced Karnik-Mendel Algorithms / D. Wu, J.M. Mendel // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. – August 2009. – Vol. 17, no. 4. – Р. 923-934.

Mendel, J. On centroid calculations for Type-2 Fuzzy Sets / J.M. Mendel // Appl. Comput. Math. – 2011. – V.10, nо.1, Special Issue. – Р. 88-96.

Published

2021-05-28 — Updated on 2021-06-09

Versions

Issue

Section

Military space and geoinformation technologies