АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ ТРАЄКТОРІЙ РУХУ АТМОСФЕРНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЩОДО МОЖЛИВОСТІ ЇХ ПОКРАЩЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.1.33Ключові слова:
атмосферні літальні апарати, траєкторія руху, маршрут, навігація, автономне керування, планування траєкторії, адаптивні системи, БПЛА, алгоритми оптимізації, штучний інтелектАнотація
У статті подано структурований аналіз сучасних підходів до планування траєкторій польоту атмосферних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) з акцентом на взаємозв’язок понять «траєкторія», «маршрут» і «навігація» в автономних системах керування. Узагальнено міждисциплінарні тлумачення цих категорій з урахуванням позицій авіації, теорії керування, кібернетики та штучного інтелекту, що дозволяє уточнити їх роль у логіці навігації в умовах невизначеності. Наведено порівняльний огляд методів планування, включаючи класичні кінематичні моделі, фільтрацію Калмана, евристичні алгоритми (поля потенціалів, роїння), а також інтелектуальні підходи, зокрема нейронні мережі й навчання з підкріпленням. Оцінювання здійснено за критеріями точності, адаптивності, обчислювальної складності та енергоефективності. Результати свідчать, що класичні моделі забезпечують високу точність у структурованих умовах, однак виявляють обмеження при зміні зовнішнього середовища. Натомість методи ШІ демонструють гнучкість та здатність до навчання, але потребують значних ресурсів і попереднього навчання. Окреслено типові обмеження в реальних умовах – складна місцевість, погодні зміни, багатофакторні рішення – та запропоновано шляхи вдосконалення: використання онлайн-навчання, генеративних моделей ШІ (GPT, дифузійні моделі), а також багатокритеріальної оптимізації. Запропоновано гібридну архітектуру планування траєкторій, що поєднує аналітичні моделі з адаптивними інтелектуальними шарами для автономного управління в змінному середовищі. Результати сприяють розвитку інтелектуальних систем підтримки рішень для БПЛА нового покоління.
Посилання
Авер’янова Ю., Рудякова А., Яновський Ф. Оперативна корекція траєкторій повітряних суден на основі інформації бортових метеорологічних радіолокаторів. Вісник Національного авіаційного університету. 2020. № 85(4). С. 13–20. DOI: https://doi.org/10.18372/2306-1472.85.15133.
Даник Ю., Мазур В., Балицький І. Методологічні основи безпечного руху безпілотних літальних апаратів в просторі з динамічними перешкодами. Зб. наук. пр. Нац. акад. Держ. прикордон. служби України. Серія: Військові та технічні науки. 2021. № 82(1). С. 224–236. DOI: https://doi.org/10.32453/3.v82i1.541.
Закора А. Л., Сазонов В. В. Оптимізація траєкторії руху інтелектуальних мобільних роботів при дистанційному зондуванні земель лісового фонду. Journal of Rocket-Space Technology. 2021. № 29(4). С. 190–193. DOI: https://doi.org/10.15421/452121.
Кривоножко А. М., Толкаченко Є. А., Опенько П. В. Розробка методу визначення параметрів поступального й обертального руху оптичного джерела реєстрації безпілотного літального апарата. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2020. № 4(41). С. 79–85. DOI: https://doi.org/10.30748/nitps.2020.41.09.
Машков О., Триснюк В., Мамчур Ю., Жукаускас С., Нігородова С., Курило А. Новий підхід до синтезу відновлюючого керування для дистанційно пілотованих літальних апаратів екологічного моніторингу. Ecological Safety and Balanced Use of Resources. 2019. № 1(19). С. 69–77. DOI: https://doi.org/10.31471/2415-3184-2019-1(19)-69-77.
Шерстюк В. Г., Левківський Р. М., Гусєв В. М., Сокол І. В., Доровська І. О. Метод пошуку безпечних траєкторій руху безпілотних апаратів. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2021. № 76(1). С. 113–125. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021.1.14.
Шерстюк В., Сокол І., Гусєв В., Левківський Р. Динамічне планування траєкторій руху безпілотних апаратів в процесі виконання складних операцій. Problems of Information Technologies. 2020. № 27. С. 7–22. DOI: https://doi.org/10.35546/2313-0687.2020.27.7-22.
LaValle S. M. Planning Algorithms. Cambridge : Cambridge University Press, 2006. URL: https://planning.cs.uiuc.edu.
Mellinger D., Kumar V. Minimum Snap Trajectory Generation and Control for Quadrotors. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). 2011. P. 2520–2525. DOI: 10.1109/ICRA.2011.5980409.
Zarchan P. Tactical and Strategic Missile Guidance. 6th ed. Reston : American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2012. 832 p. DOI: 10.2514/4.102400.
