Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий
В статье сформулированы требования к бортовым средствам искусственного интеллекта (ИИ) для обеспечения выполнения беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) заданной траектории движения в условиях порывов ветра. Приведен вариант алгоритма работы бортовых систем, что обеспечивает движение внутри трубки...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Штучний інтелект |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60142 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий / Ю.Г. Кривонос, В.Г. Писаренко, Ю.Я. Панасюк, Ю.В. Писаренко, А.В. Кабась, А.А. Кобылин // Штучний інтелект. — 2011. — № 3. — С. 363-370. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60142 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-601422014-04-12T03:01:53Z Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий Кривонос, Ю.Г. Писаренко, В.Г. Панасюк, Ю.Я. Писаренко, Ю.В. Кабась, А.В. Кобылин, А.А. Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений В статье сформулированы требования к бортовым средствам искусственного интеллекта (ИИ) для обеспечения выполнения беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) заданной траектории движения в условиях порывов ветра. Приведен вариант алгоритма работы бортовых систем, что обеспечивает движение внутри трубки заданного радиуса вдоль «идеальной траектории» БПЛА. Так как получение данных происходит по многим каналам, для обеспечения значительного выигрыша по времени данные предлагается обрабатывать в режиме многопроцессорных вычислителей с применением параллельного программирования в соответствии с законом «Амдала 1967». In this paper requirements to onboard means of artificial intelligence for performance by unmanned aerial vehicle (UAV) of the specified movement trajectory in the conditions of wind casual flaws influence are formulated. The variant of onboard systems work algorithm, providing movement in a tube given radius along an «ideal fly trajectory» of UAV is resulted. As data receive occurs via many channels, for maintenance of a considerable payoff on time is offered to process the information in a mode of multiprocessing calculators with application of parallel programming according to the Amdal’s law by 1967. 2011 Article Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий / Ю.Г. Кривонос, В.Г. Писаренко, Ю.Я. Панасюк, Ю.В. Писаренко, А.В. Кабась, А.А. Кобылин // Штучний інтелект. — 2011. — № 3. — С. 363-370. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1561-5359 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60142 004.896 ru Штучний інтелект Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений |
| spellingShingle |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Кривонос, Ю.Г. Писаренко, В.Г. Панасюк, Ю.Я. Писаренко, Ю.В. Кабась, А.В. Кобылин, А.А. Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий Штучний інтелект |
| description |
В статье сформулированы требования к бортовым средствам искусственного интеллекта (ИИ) для обеспечения выполнения беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) заданной траектории движения в условиях порывов ветра. Приведен вариант алгоритма работы бортовых систем, что обеспечивает движение внутри трубки заданного радиуса вдоль «идеальной траектории» БПЛА. Так как получение данных происходит по многим каналам, для обеспечения значительного выигрыша по времени данные предлагается обрабатывать в режиме многопроцессорных вычислителей с применением параллельного программирования в соответствии с законом «Амдала 1967». |
| format |
Article |
| author |
Кривонос, Ю.Г. Писаренко, В.Г. Панасюк, Ю.Я. Писаренко, Ю.В. Кабась, А.В. Кобылин, А.А. |
| author_facet |
Кривонос, Ю.Г. Писаренко, В.Г. Панасюк, Ю.Я. Писаренко, Ю.В. Кабась, А.В. Кобылин, А.А. |
| author_sort |
Кривонос, Ю.Г. |
| title |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| title_short |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| title_full |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| title_fullStr |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| title_full_unstemmed |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| title_sort |
требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий |
| publisher |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60142 |
| citation_txt |
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата с элементами искусственного интеллекта для мониторинга техно-экологических происшествий / Ю.Г. Кривонос, В.Г. Писаренко, Ю.Я. Панасюк, Ю.В. Писаренко, А.В. Кабась, А.А. Кобылин // Штучний інтелект. — 2011. — № 3. — С. 363-370. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Штучний інтелект |
| work_keys_str_mv |
AT krivonosûg trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij AT pisarenkovg trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij AT panasûkûâ trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij AT pisarenkoûv trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij AT kabasʹav trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij AT kobylinaa trebovaniâkbortovymsredstvambespilotnogoletatelʹnogoapparatasélementamiiskusstvennogointellektadlâmonitoringatehnoékologičeskihproisšestvij |
| first_indexed |
2025-07-05T11:17:23Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:17:23Z |
| _version_ |
1836805515426922496 |
| fulltext |
«Штучний інтелект» 3’2011 363
5К
УДК 004.896
Ю.Г. Кривонос, В.Г. Писаренко, Ю.Я. Панасюк, Ю.В. Писаренко,
А.В. Кабась, А.А. Кобылин
Институт кибернетики им. В.М. Глушкова НАН Украины, г. Киев
Национальный технический университет Украины
«Киевский политехнический институт», г. Киев
jvpisarenko@gmail.com, kabas.andrew@gmail.com, kobylin.a.a@gmail.com
Требования к бортовым средствам
беспилотного летательного аппарата
с элементами искусственного интеллекта
для мониторинга техно-экологических
происшествий
В статье сформулированы требования к бортовым средствам искусственного интеллекта (ИИ) для
обеспечения выполнения беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) заданной траектории движения в
условиях порывов ветра. Приведен вариант алгоритма работы бортовых систем, что обеспечивает
движение внутри трубки заданного радиуса вдоль «идеальной траектории» БПЛА. Так как получение
данных происходит по многим каналам, для обеспечения значительного выигрыша по времени данные
предлагается обрабатывать в режиме многопроцессорных вычислителей с применением параллельного
программирования в соответствии с законом «Амдала 1967».
Введение
Одно из актуальнейших направлений развития современных информационных
технологий (ИТ) связано с разработкой информационной поддержки (математические
модели, алгоритмы имитационного моделирования, сенсорное обеспечение, соответ-
ствующее программное обеспечение) формирования ИТ «Управление_ТЭП», развиваемой
в Институте кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины [1-3]. Как было показано в
наших работах, для этого требуется, в частности, разработать и создать технопарк интел-
лектуальных роботов (ТИР) воздушного базирования для проведения мониторинга необхо-
димых территорий, что включает в себя следующие существенные компоненты:
– математические модели динамики воздушной среды и управляемого движения
носителя сенсоров, в частности БПЛА;
– технические и программно-аппаратные средства оперативного мониторинга и
идентификации происходящего техно-экологического происшествия (ТЭП);
– маршрутное задание, в соответствии с которым интеллектуальный робот должен
выполнить комплексные функции (быстрая разведка, выявление очагов развивающе-
гося ТЭП);
– некоторые элементы нейтрализации ТЭП с учетом, как правило, быстро растущих
пространственных и энергетических масштабов данного ТЭП.
Широкий класс подобных задач требует использования БПЛА, способных в авто-
номном режиме формировать из потока бортовой мультисенсорной информации основ-
ные характеристики внешней среды и с учетом обучающей выборки прогнозировать
основной набор описательных характеристик развивающегося ТЭП. Это производится с
Кривонос Ю.Г., Писаренко В.Г., Панасюк Ю.Я. и др.
«Искусственный интеллект» 3’2011 364
5К
целью последующей нейтрализации в доступных пределах указанного опасного явления
как собственными силами, так и чаще всего с привлечением иных средств. Требования к
таким БПЛА можно свести к двум группам:
1) требования к бортовым средствам ИИ для обеспечения выполнения БПЛА за-
данной траектории его движения в условиях воздействия случайных порывов ветра;
2) требования к бортовым средствам ИИ для выполнения посадки на качающуюся
палубу судна в условиях морского волнения.
Целью данной работы является формирование требований первой группы к
бортовым средствам ИИ для обеспечения выполнения БПЛА заданной траектории его
движения в условиях воздействия случайных порывов ветра. Задача обеспечения тре-
бований второй группы рассмотрена в специальной статье этих же авторов данного
выпуска журнала.
Автоматическое управление движением БПЛА
Автоматическое управление БПЛА обеспечивает возможность полностью авто-
номного полета БПЛА со стабилизацией углов ориентации и в соответствии с задан-
ными параметрами: траектория, высота и скорость. Такое управление можно изобразить
с помощью структурной схемы управления БПЛА (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема автоматического управления БПЛА
Автоматическое управление, осуществляемое полноценным автопилотом БПЛА,
гарантирует безопасный полет летательного аппарата (ЛА) вне связи с базовой станцией,
практически при любых внешних метеорологических условиях, даже при крайне неблаго-
приятных. Именно такой способ управления БПЛА в настоящее время пользуется
наибольшим спросом среди пользователей беспилотных систем, поскольку предъяв-
ляет минимальные требования к подготовке обслуживающего персонала и обеспечивает
безопасную и эффективную эксплуатацию систем управления БПЛА.
В работе рассмотрена актуальная задача квазиоптимального управления движением
БПЛА в трубке радиуса R, окружающей его «идеальную траекторию полета» в условиях
воздействия порывистого ветра (рис. 2 и рис. 3).
Параметры «трубки» (контрольные точки на рис. 2 по оси идеальной траектории,
на осях эллипсов) задаются перед полетом оператором с учетом внешних условий: силы
и направления ветра, освещенности объекта мониторинга, обусловленной временем суток
и облачностью.
Рули высоты
Элероны
Закрылки
Рули направления
Силовая установка
Автопилот
Бортовой
процессор
Акселерометры
Приемник GPS
Гироскопы
Малогабаритная
инерциальная
навигационная
система
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата…
«Штучний інтелект» 3’2011 365
5К
Рисунок 2 – «Трубка» радиуса R, окружающая «идеальную траекторию
полета» БПЛА
Рисунок 3 – 3D макет сцены полета БПЛА в разрешенной трубке,
окружающей «идеальную траекторию полета»
Маршрутное задание предусматривает полет БПЛА (например, на заданной высоте
над объектами дистанционного зондирования) в условиях воздействия ветра, перемен-
ного по скорости и направлению с требованием невыхода центра масс БПЛА за пределы
«трубки» радиуса R.
При этом необходимо создать и реализовать бортовую систему определения текущих
«непрерывно-дискретных» значений трехмерных координат, трехмерных скоростей БПЛА
и трех углов ориентации БПЛА в пространстве (углы Эйлера) относительно некоторой не-
подвижной системы координат, связанных с землей (например, это пункт управления
полетом).
Состав бортовых средств ИИ,
обеспечивающих движение по программе полета
Задача обеспечения программы полета должна выполняться с помощью бортовой
системы сенсоров, текущих GPS-данных в виде файла пространственных координат,
файла трехмерных ускорений, файла изображений навигационных ориентиров вдоль
Кривонос Ю.Г., Писаренко В.Г., Панасюк Ю.Я. и др.
«Искусственный интеллект» 3’2011 366
5К
маршрута полета и бортового процессора с необходимым программным обеспечением.
Программное обеспечение должно позволять в некоторые дискретные моменты времени
вычислять с определенной точностью текущее отклонение измеренных значений этих
указанных координат БПЛА (12-мерный вектор) от заданных маршрутным заданием
аналогичных значений этих же значений 12-мерного вектора на «идеальной траектории»
БПЛА. На борту БПЛА необходим процессор, который по текущим значениям 12-мер-
ного вектора вычисляет необходимые на текущем такте управления полетом БПЛА
последовательности команд управления, подаваемые на органы управления полетом
(сила тяги маршевого двигателя, рули азимута полета, крена, тангажа, переключение
режимов работы бортовых сенсоров).
В этой задаче рассмотрим подробнее вариант основных «минимально достаточ-
ных» алгоритмов работы, обеспечивающих движение БПЛА внутри трубки радиуса R
вдоль «идеальной траектории полета» БПЛА (рис. 2, 3).
Таким образом, сформированы основные требования к БПЛА:
1) оценить требования к комплекту навигационных датчиков БПЛА и к комплекту
бортовых сенсоров для мониторинга внешней среды с учетом маршрутного задания и
изменчивости аэродинамических свойств воздушной среды;
2) учесть заложенные в процессор модельные уравнение движения БПЛА с учетом
переменного воздействия вектора тяги двигателя элеронов, закрылок для БПЛА самолет-
ного типа, несущих лопастей с переменным углом атаки БПЛА вертолетного типа;
3) учесть характеристики инерционности системы управления в звене «команда на
изменение управляющих воздействий», «приведение аппарата в заданное состояние»:
значения расстояния от земной поверхности по трем осям, три ориентационных угла
Эйлера, трехмерные пространственные и угловые скорости;
4) сформулировать критерий необходимой точности и быстродействия выполне-
ния команд управления в форме соответствующих функционалов качества управлении;
5) оценить совместные требования к информативности (точность измерений, частота
кадров с новой информацией от данного сенсора), комплексности измерений бортовой
системы принятия оптимальных решений в текущий момент времени, общее время
срабатывания цепочки: «существенное изменение параметров внешней среды и ко-
ординат БПЛА → идентификация нового состояния объекта мониторинга и БПЛА →
приятие оптимального решения бортовым процессором (желательно на основе многосце-
нарного моделирования в реальном времени) → выполнение адаптивных методов → изме-
нение характеристик БПЛА в соответствии с требованиями главного задания миссии БПЛА».
Математическое описание полетного задания
В частности, для решения названных задач управления БПЛА необходимо
учитывать связи пространственных координат центра масс БПЛА (x(t), y(t), z(t)) с
угловыми и пространственными скоростями, выражаемые через соответствующие
производные 1-го, 2-го и 3-го порядка от пространственных координат вида (1):
,
)()(
,
)(
)(,
)(
)(),(
,
)()(
,
)(
)(,
)(
)(),(
,
)()(
,
)(
)(,
)(
)(),(
3
3
2
2
3
3
2
2
3
3
2
2
dt
tzd
dt
tda
dt
tzd
ta
dt
tdz
tVtz
dt
tyd
dt
tda
dt
tyd
ta
dt
tdy
tVty
dt
txd
dt
tda
dt
txd
ta
dt
tdx
tVtx
z
zz
y
yy
x
xx
(1)
где Vx(t), Vy(t), Vz(t) – пространственные скорости, a(t) – ускорение.
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата…
«Штучний інтелект» 3’2011 367
5К
Движение летательного аппарата (ЛА) описывается уравнениями (2) [4-8]:
,xyzzy
x FVV
dt
dV
m
,
yzxxz
y FVV
dt
dV
m (2)
,
zxyyx
z FVV
dt
dV
m
где zyx VVV ,, – проекции вектора скорости центра масс ЛА на оси фиксирован-
ной системы координат земной поверхности (например, связанной с командным пунктом
управления); zyx ,, – проекции угловой скорости вращения подвижных осей (жестко
связанных с БПЛА) на оси неподвижной системы координат на земле (командный пункт);
zyx FFF ,, – проекции всех сил, действующих на ЛА, на оси подвижной системы
координат, связанной с БПЛА.
Вращение ЛА относительно его центра масс определяется уравнением (3):
M
dt
Kd
, (3)
где K – главный момент количества движения ЛА как твердого тела; M –
главный момент всех внешних сил относительно центра масс БПЛА.
Замена пилотируемого ЛА на БПЛА очевидно возможна лишь в том случае, если
бортовая навигационная автоматика на БПЛА успевает обновлять текущие данные о
трех координатах центра масс БПЛА и трех углах Эйлера, описывающих ориентацию
БПЛА относительно исходной неподвижной системы координат. Неподвижная система
координат связана с неподвижной посадочной площадкой БПЛА.
На рис. 4. приведен вариант основного алгоритма работы бортовых систем, обеспе-
чивающий движение внутри трубки радиуса R вдоль «идеальной траектории» БПЛА.
На рис. 4 введены следующие обозначения: j – время ожидания GPS приемника для
получения текущих GPS координат на j-м шаге (получаются усредненные данные от
спутников); j – время на получение изображения и извлечение данных о положении
текущих навигационных ориентиров на изображении местности; j – время на получение
данных о трех векторах угловых ускорений по данным трехосевого гироскопа; j – время
на запись в файл данных; j – максимальное время обработки данных: j = max (j, j, j,
j) + j, j >0; j – время на выполнение расчетов значений управляющих сигналов; j –
время выполнения необходимых режимов работы органов управления БПЛА (корректи-
рующие сигналы для сближения с идеальной траекторией), затребованных по результатам
работы предыдущего блока: j – j = j, j > 0; j – время, затраченное на вы-полнения
команд управления всеми задействованными органами управления (работа маршевого
двигателя, работа рулей направления, высоты, крена, тангажа).
Варианты , , , , , , , непосредственно связаны с техническими характери-
стиками бортовой аппаратуры БПЛА (типы сенсоров, точность измерений, тактовая ча-
стота бортовых процессоров, обрабатывающих информацию и вычисляющих необходи-
мые команды управления). И, как следует из схемы на рис. 4, оптимальное решение
требует параллельных операций (блоки 1, 2, 3 и др.).
Кривонос Ю.Г., Писаренко В.Г., Панасюк Ю.Я. и др.
«Искусственный интеллект» 3’2011 368
5К
Рисунок 4 – Вариант алгоритма работы бортовых систем, обеспечивающий
движение внутри трубки радиуса R вдоль «идеальной траектории» БПЛА
Получение порции
трех GPS-координат
к моменту Tj+j
Получение изображения
о положении «текущих»
навигационных ориентиров
(НО) на изображении
местности к моменту Tj +j
Получение трех
векторов угловых
ускорениий по
данным 3-осевого
гироскопа
Расчет величины текущего отклонения в трубке
от идеальной траектории
Вычисление необходимых сигналов управления на
органы управления БПЛА (корректирующие сигналы
для сближения с идеальной траекторией) к моменту
Выполнение необходимых режимов работы органов
управления БПЛА, затребованных по результатам
работы блока предыдущего Tj+j
Возврат, исполнение нового цикла операций 1 – 10
возможно к моменту времени Tj+1+j
1
2
3
Вычисление наиболее вероятных (мат. ожидание)
текущих значений:
– 3 пространственные координаты БПЛА;
– 3 угла Эйлера;
– 3 пространственные скорости;
– 3 угловые скорости.
6
Из файла данных формируется 12-мерный вектор
координат (3 координаты пространственные, 3 угла
Эйлера, 3 пространственные скорости и 3 угловые
скорости) для момента t=Tj-1
7
Уравнение
движения БПЛА с
учетом
воздействия
внешней среды,
управляющего
воздействия рулей
управления и
силового
воздействия
органов
управления
(включая силу
тяги маршевого
двигателя).
8
10
11
12
9
Запись
в файл данных
к моменту Tj +j:
5
Распознавание,
идентификация НО на кадре
изображения местности,
восстановление значений
3D пространственных
координат «текущих» НО
4
Требования к бортовым средствам беспилотного летательного аппарата…
«Штучний інтелект» 3’2011 369
5К
Эта достаточно непростая схема является исходным объектом для оптимальной
схемотехнической реализации, оставляющая большой простор для конкретного выбора в
зависимости от конкретных нужд заказчика, доступных на рынке комплектующих и
доступных разработчикам финансовых ресурсов. Многомерный критерий оптимального
выбора схемотехнического решения для задачи получения 12-мерных координат БПЛА
и минимизации времени отработки команд управления для обеспечения следования
вдоль окрестности идеальной кривой, заключенной в трубке (рис. 2 и рис. 3), может
быть в достаточно общем случае записан следующей формулой (3):
min)(
var
*
M
T
Z
Z
tDF , (3)
где М – множество всех доступных разработчикам схемотехнических решений М=
= mi; mi – i-е схемотехническое решение из всего множества М, доступного данному
разработчику, i = 1,…,N; D(t) – дисперсия вектора B(t), т.е. погрешность экспери-
ментально вычисляемого 12-мерного вектора координат центра масс БПЛА; Z – реаль-
ные затраты на разработку, создание и испытание текущего схемотехнического ре-
шения конструкции БПЛА (как один элемент множества М) на улучшение прототипа;
Z* – стоимость готового прототипа (выбранный разработчиками известный прототип,
параметры которого должны быть значительно улучшены); Т – быстродействие устройст-
ва (т.е. длина такта во времени очередной процедуры от измерения до получения
значений координат + время отработки команд управления бортовой навигационной
системой на очередном такте во времени); , , – весовые коэффициенты, подби-
раются в зависимости от важности соответствующего слагаемого для каждого техни-
ческого задания; В(t) – 12-мерный вектор координат БПЛА: значения координат центра
масс БПЛА по трем осям, значения трех пространственных скоростей, значения трех
ориентационных углов Эйлера, значения трех угловых скоростей в данный момент:
В(t) = {x(t), y(t), z(t), Vx(t), Vy(t), Vz(t), (t), (t), (t), x(t), y(t), z(t)}.
Поскольку получение данных происходит по многим каналам, информацию жела-
тельно обрабатывать в режиме многопроцессорных вычислителей с применением параллель-
ного программирования. Это обеспечивает значительный выигрыш по времени с учетом
следующей формулы закона «Амдала 1967»:
)1(1
1
N
N
T
T
n
,
где N – число процессоров, параллельно обрабатывающих информацию; Тn – время
выполнения параллельной программы; Т1 – время выполнения расчетов с помощью чисто
последовательной программы; 1 0 – доля вычислений, которые нельзя распарал-
лелить.
Создание тренажера для апробации отдельных технических решений по реализации
ИИ для различных реализаций быстроменяющихся аэродинамических характеристик
воздушного пространства и/или с учетом адаптивного управления средствами ИИ опи-
сано в отдельной статье этих же авторов данного сборника.
Выводы
Сформулированы требования к бортовым средствам ИИ для обеспечения выпол-
нения БПЛА заданной траектории движения в условиях воздействия случайных порывов
ветра.
Приведен вариант основного алгоритма работы бортовых систем, обеспечивающий
движение внутри трубки заданого радиуса вдоль «идеальной траектории полета» БПЛА.
Кривонос Ю.Г., Писаренко В.Г., Панасюк Ю.Я. и др.
«Искусственный интеллект» 3’2011 370
5К
Поскольку получение данных происходит по многим каналам, для обеспечения
значительного выигрыша по времени данные предлагается обрабатывать в режиме
многопроцессорных вычислителей с применением параллельного программирования
в соответствии с законом «Амдала 1967».
Литература
1. Писаренко В.Г. Информационные технологии управления опасными техно-экологическими
происшествиями / В.Г. Писаренко, Ю.В. Писаренко – М. : Зодиак, 2007. – 112 с.
2. Писаренко В.Г. Разработка информационно-аналитических систем поддержки принятия решений по
управлению опасными быстропротекающими технологическими происшествиями / В.Г. Писаренко,
Ю.В. Писаренко // Міжнар. конф. 50 років Інституту кібернетики імені В.М.Глушкова. Праці кон-
ференції. (Київ. 24 – 26 грудня 2007 р.) – 2007. – С. 214-222.
3. Робототехнические системы с интеллектуальными сенсорами и многопроцессорными имитаторами
динамического состояния объекта управления / В.Г. Писаренко, И.А. Варава, Ю.В. Писаренко, В.И. Се-
менова // Искусственный интеллект. – 2004. – № 3. – С. 752-758.
4. Лебедев А.А. Динамика полета беспилотных лет аппаратов / А.А. Лебедев, Л.С. Чернобровкин. –
Москва : Машиностроение, 1973. – 616 с.
5. Чумак П.И. Расчет, проектирование и постройка сверхлегких самолетов / П.И. Чумак, В.Ф. Криво-
крысенко – Москва : Патриот, 1991. – 240 с.
6. Нейрокомпьютеры в авиации / под ред. А.И. Галушкин, В.И. Васильев и др. – Москва : Радиотехника,
2004. – 296 с.
7. Аэромеханика самолета : динамика полета / под ред. А.Ф. Бочкарева, В.В. Андриевского. –
Москва : Машиностроение, 1985. – 360 с.
8. Аржаников Н.С. Аэродинамика летательных аппаратов / Н.С. Аржаников, Г.С. Садекова – Москва :
Высшая школа, 1983. – 359 с.
Literatura
1. Pisarenko V.G., Pisarenko J.V. Information Technology of dangerous techno-environmental incidents
Management . Moscow: «Zodiak».2007. 112.
2. Pisarenko V.G., Pisarenko J.V. The development of information -analytical system decision support systems for
the management of hazardous rapid technological incidents // Intern. Conf. “50 years of Glushkov Institute of
Cybernetics”. Proceedings of the conference. Kyiv. 24-26 December 2007. – 2007. – P. 214-222.
3. Pisarenko V.G., Varava I.А., Pisarenko J.V., Semenova V.I. Robotic systems with smart sensors and multi-
processor simulator of dynamic object state management // Artificial intelligence. – 2004. – №3. – P. 752-758.
4. Lebedev А.А., Chernobrovkin L.S. Flight dynamics of unmanned aerial vehicles. Moscow: «Mashynostroenie».
1973. 616.
5. Chumak P.I., Krivokrysenko V.F. Calculation, design and construction of ultralight aircraft. – Moscow:
«Patriot». – 1991. – 240.
6. Neurocomputers in aviation. Editors: А.I. Galushkin, V.I. Vasilev and others. Moscow: «Radiotehnika». 2004. 296.
7. Aircraft aeromechanics: flight dynamics. Editors: А.F.Bochkarev, V.V.Andrievsky. Moscow: «Mashyno-
stroenie». 1985. 360.
8. Arjannikov N.S., Cadekova G.S. Aircraft aerodynamics. – Moscow: «High school». – 1983. – 359.
Yu. Krivinos, V. Pisarenko, Yu. Panasyuk, J. Pisarenko, A. Kabas, A. Kobylin
Requirements for on-board hardware of unmanned aerial vehicle with elements of artificial
intelligence for the techno-ecological accidents monitoring
In this paper requirements to onboard means of artificial intelligence for performance by unmanned aerial vehicle
(UAV) of the specified movement trajectory in the conditions of wind casual flaws influence are formulated. The
variant of onboard systems work algorithm, providing movement in a tube given radius along an «ideal fly trajectory»
of UAV is resulted. As data receive occurs via many channels, for maintenance of a considerable payoff on time is
offered to process the information in a mode of multiprocessing calculators with application of parallel programming
according to the Amdal’s law by 1967.
Статья поступила в редакцию 21.06.2011.
|