Беспилотник: различия между версиями

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 195: Строка 195:
Эволюционировавшие планировщики иерархических задач БПЛА используют такие методы, как поиск дерева состояний или генетические алгоритмы .
Эволюционировавшие планировщики иерархических задач БПЛА используют такие методы, как поиск дерева состояний или генетические алгоритмы .
===Функции автономии ===
===Функции автономии ===
[[Файл:Вдвисемок.JPG|400px|thumb|left|Степень автономности БПЛА]]
Производители БПЛА часто строят в конкретных автономных операциях, таких как:
Производители БПЛА часто строят в конкретных автономных операциях, таких как:



Версия от 07:20, 2 сентября 2019

"RPAS" перенаправляет сюда. Сведения о программной платформе Oracle см. В разделе Oracle Retail Predictive Application Server (RPA) . Для единственного числа см. RPA (неоднозначность). "БПЛА" перенаправляет сюда. Для других целей см. раздел БПЛА (неопределенность).

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) (или неразрезной летательный аппарат , [2] широко известный как беспилотный летательный аппарат) - это воздушное судно без пилота-человека на борту и тип беспилотного летательного аппарата . Беспилотные летательные аппараты являются составной частью системы беспилотных летательных аппаратов (БЛА) ; которые включают в себя бла, наземный контроллер и систему связи между ними. Полет БПЛА может осуществляться с различной степенью автономности: либо под дистанционным управлением человека-оператора, либо автономно бортовыми компьютерами.

По сравнению с летательными аппаратами с экипажем, БПЛА первоначально использовались для миссий слишком "скучных, грязных или опасных" [4] для людей. В то время как они возникли в основном в военных целях, их использование быстро распространяется на коммерческие, научные, рекреационные, сельскохозяйственные и другие области применения , такие как охрана правопорядка и наблюдение, поставки продукции, аэрофотосъемка , контрабанда и гонки дронов . Гражданские БПЛА в настоящее время значительно превосходят военные БПЛА, с оценками более миллиона проданных к 2015 году.

описание

Терминология

Для беспилотных летательных аппаратов используется несколько терминов, которые, как правило, относятся к одному и тому же понятию.

Термин drone, более широко используемый общественностью, был придуман в отношении ранних дистанционно управляемых целевых самолетов, используемых для практической стрельбы орудий линкора, и этот термин впервые был использован с 1920-х годов Fairey Queen и 1930-х годов de Havilland Queen Bee target aircraft. За этими двумя последовали на службе одноименные Airspeed Queen Wasp и Miles Queen Martinet, прежде чем окончательно заменить их GAF Jindivik .

Термин беспилотная авиационная система (БАС ) был принят Министерством обороны Соединенных Штатов (Мо) и Федеральной Авиационной администрацией Соединенных Штатов в 2005 году в соответствии с их дорожной картой беспилотных авиационных систем 2005-2030 годов. международная организация гражданской авиации (ИКАО) и британское Управление гражданской авиации приняли этот термин, также используемый в дорожной карте исследований по управлению воздушным движением (ОрВД) в рамках единого европейского воздушного пространства (ЕЭП) Европейского Союза на период до 2020 года.[9] Этот термин подчеркивает важность элементов, отличных от самолета. Она включает в себя такие элементы, как наземные посты управления, каналы передачи данных и другое вспомогательное оборудование. Аналогичный термин имеет беспилотный летательный аппарат (БПЛА), дистанционно пилотируемый летательный аппарат (РПАВ), дистанционно пилотируемая авиационная система (РПА). многие подобные термины используются.

БПЛА определяется как "управляемое воздушное средство, которое не несет на себе человека-оператора, использует аэродинамические силы для обеспечения подъемной силы транспортного средства, может летать автономно или пилотироваться дистанционно, может быть расходуемым или восстанавливаемым и может нести смертельную или несмертельную полезную нагрузку".[11] поэтому ракеты не считаются БПЛА, поскольку само транспортное средство является оружием, которое не используется повторно, хотя оно также не изготовлено и в некоторых случаях дистанционно управляется.

Отношение беспилотных летательных аппаратов к модели самолета с дистанционным управлением неясно. БПЛА могут включать или не включать модели летательных аппаратов . Некоторые юрисдикции основывают свое определение на размере или весе; однако федеральное управление гражданской авиации США определяет любое необработанное летающее судно как БПЛА независимо от размера. Для рекреационных целей дрон (в отличие от БПЛА)-это модель воздушного судна, которая имеет видео от первого лица, автономные возможности или и то, и другое.

История

Основная статья: История беспилотных летательных аппаратов

Наиболее раннее зарегистрированное использование беспилотного летательного аппарата для ведения боевых действий произошло в июле 1849 года [14] [15], служащего воздушным шаром-носителем (предшественником авианосца ) [16] при первом наступательном применении авиации в морской авиации .Австрийские войска, осаждающие Венецию, попытались запустить в осажденный город около 200 зажигательных шаров. Воздушные шары были запущены в основном с Земли; однако некоторые из них были также запущены с австрийского корабля SMS Vulcano. По меньшей мере одна бомба упала в городе; однако, из-за изменения ветра после запуска, большинство шаров пропустили свою цель, а некоторые дрейфовали над австрийскими линиями и стартовым кораблем Vulcano .[20][21][22]

Инновации БПЛА начались в начале 1900-х годов и первоначально были сосредоточены на обеспечении практических целей для обучения военнослужащих. Разработка БПЛА продолжалась и во время Первой мировой войны,когда компания Dayton-Wright Airplane Company изобрела беспилотную воздушную торпеду, которая должна была взорваться в заданное время.[23]

Самой ранней попыткой создания беспилотного летательного аппарата с питанием была "воздушная цель" А. М. Лоу в 1916 году.[24] Никола Тесла описал флот несозданных воздушных боевых машин в 1915 году.Во время и после Первой мировой войны последовали значительные успехи, в том числе автоматический самолет Хьюитта-Сперри . Это развитие также вдохновило разработку ошибки Кеттеринга Чарльзом Кеттерингом из Дейтона, штат Огайо. Это изначально подразумевалось как неразрезной самолет, который будет нести взрывчатую полезную нагрузку к заданной цели. Первый масштабированный дистанционный пилотируемый корабль был разработан кинозвездой и моделью-энтузиастом самолета Реджинальдом Денни в 1935 году.[24] Еще больше появилось во время Второй мировой войны-используется как для обучения зенитчиков, так и для выполнения атакующих миссий. Нацистская Германия производила и использовала различные беспилотные летательные аппараты во время войны. Реактивные двигатели поступили на вооружение после Второй мировой войны в таких автомобилях , как австралийский GAF Jindivik и Teledyne Ryan Firebee I 1951 года, в то время как такие компании, как Beechcraft, предложили свою модель 1001 для ВМС США в 1955 году.Тем не менее до войны во Вьетнаме они были всего лишь дистанционно управляемыми самолетами .

В 1959 году ВВС США, обеспокоенные потерей пилотов над вражеской территорией, начали планировать использование несозданных самолетов.[26] планирование усилилось после того, как Советский Союз сбил U-2 в 1960 году. В течение нескольких дней под кодовым названием "Красный вагон"была запущена высококлассная программа БПЛА.[27] август 1964 года Столкновение в Тонкинском заливе между военно-морскими подразделениями США и Северного Вьетнама инициировало высоко секретные американские БПЛА ( Ryan Model 147 , Ryan AQM-91 Firefly , Lockheed D-21 ) в их первые боевые задачи Вьетнамской войны .[28] когда китайское правительство [29] показали фотографии сбитых американских беспилотников через Wide World Photos, [30] официальный ответ США был "без комментариев".

Во время войны на истощение (1967-1970 гг.) первые тактические БПЛА, установленные с разведывательными камерами, были впервые испытаны израильской разведкой, успешно доставив фотографии с другого берега Суэцкого канала. Это был первый случай, когда тактические БПЛА, которые могли быть запущены и приземлены на любой короткой взлетно-посадочной полосе (в отличие от более тяжелых реактивных БПЛА), были разработаны и испытаны в бою.[31]

В 1973 году во время Войны Судного дня Израиль использовал беспилотники в качестве приманки, чтобы подстегнуть противоборствующие силы тратить дорогие зенитные ракеты.[32] после войны Судного дня 1973 года несколько ключевых людей из команды, разработавшей этот ранний БПЛА, присоединились к небольшой стартап-компании, которая стремилась превратить БПЛА в коммерческий продукт, в конечном итоге купленный Tadiran и ведущий к разработке первого израильского UVA.[33] [ необходимые страницы]

В 1973 году американские военные официально подтвердили, что они использовали беспилотники в Юго-Восточной Азии (Вьетнам).Более 5000 американских летчиков были убиты, и еще более 1000 пропали без вести или попали в плен . В ходе войны 100-е стратегическое разведывательное крыло ВВС США выполнило около 3435 полетов БПЛА [35] при стоимости около 554 БПЛА, потерянных по всем причинам. По словам генерала ВВС США Джорджа С. Брауна, командующего системным командованием ВВС, в 1972 году: "единственная причина, по которой нам нужны (БПЛА), заключается в том, что мы не хотим напрасно тратить человека в кабине. Позднее в том же году генерал Джон С. Мейер, главнокомандующий Сухопутными войсками, Командование стратегической авиации заявило: "мы позволяем дрону выполнять полеты с высоким риском ... уровень потерь высок, но мы готовы рисковать еще большим количеством из них ...они спасают жизни людей!"[36]

Во время Войны Судного дня 1973 года советские ракетные батареи класса "земля-воздух", поставляемые в Египет и Сирию, нанесли серьезный ущерб израильским истребителям . В результате Израиль разработал первый беспилотник с наблюдением в режиме реального времени.[37] [38] [39] изображения и радиолокационные приманки , предоставленные этими беспилотниками, помогли Израилю полностью нейтрализовать сирийскую ПВО в начале Ливанской войны 1982 года, в результате чего ни один пилот не был сбит.[40] Первый раз БПЛА были использованы в качестве доказательства концепции супер-маневренности после сваливания управляемого полета в боевых полетных симуляциях, связанных с бесхвостыми, стелс-технологиями на основе трехмерного векторизации тяги управления полетом, реактивным управлением беспилотными летательными аппаратами в Израиле в 1987 году.

С развитием и миниатюризацией применяемых технологий в 1980-х и 1990-х годах интерес к беспилотным летательным аппаратам возрос в высших эшелонах вооруженных сил США. В 1990-х годах Министерство обороны США заключило контракт с AAI Corporation вместе с израильской компанией Malat. Военно-Морской Флот США купил беспилотник AAI Pioneer, который AAI и Malat разработали совместно. Многие из этих БПЛА были поставлены на вооружение во время войны в Персидском заливе в 1991 году . Беспилотники продемонстрировали возможность более дешевых, более боеспособных боевых машин, развертываемых без риска для летного состава. Первые поколения в основном занимались разведкой самолетов , но некоторые несли вооружение например, General Atomics MQ-1 Predator, которая запустила ракеты класса "воздух-земля" AGM-114 Hellfire .

CAPECON - это проект Европейского Союза по разработке беспилотных летательных аппаратов [42], осуществлявшийся с 1 мая 2002 года по 31 декабря 2005 года.

По состоянию на 2012 год ВВС США использовали 7494 БПЛА-почти каждый третий самолет ВВС США. Центральное разведывательное управление также эксплуатировало беспилотники .

В 2013 году по меньшей мере 50 стран использовали беспилотники. Китай, Иран, Израиль, Пакистан и другие страны разработали и создали свои собственные сорта.

Классификация

БПЛА, как правило, попадают в одну из шести функциональных категорий (хотя многоцелевые платформы планера становятся все более распространенными):

  • Цель и приманка-обеспечение наземной и воздушной стрельбы по цели, имитирующей вражеский самолет или ракету
  • Разведка-обеспечение боевой разведки
  • Боевое обеспечение атакующего потенциала для выполнения задач повышенной опасности (см.: беспилотный боевой летательный аппарат (БПЛА))
  • Логистика-доставка грузов
  • Научные исследования и разработки – совершенствование технологий БПЛА
  • Гражданские и коммерческие БПЛА-сельское хозяйство, аэрофотосъемка, сбор данных

Система уровня UAV США воинская использована военными плановиками для того чтобы обозначить различные индивидуальные элементы воздушных судн в общем плане использования.

Транспортные средства могут быть классифицированы с точки зрения дальности/высоты полета. Было выдвинуто следующее [ кем?] как актуально на отраслевых мероприятиях, таких как форум беспилотных систем ParcAberporth:

  • Ручная высота 2000 футов (600 м), дальность полета около 2 км
  • Близкая высота 5000 футов (1500 м), дальность полета до 10 км
  • Тип НАТО высота 10 000 футов (3000 м), дальность полета до 50 км
  • Тактическая высота полета 18000 футов (5500 м), дальность полета около 160 км
  • Самец (средняя высота, длительная выносливость) до 30 000 футов (9 000 м) и дальность полета более 200 км
  • HALE (высокая высота, длительная выносливость) свыше 30 000 футов (9 100 м) и неопределенный диапазон
  • Гиперзвуковые высокоскоростные, сверхзвуковые (Мах 1-5) или гиперзвуковые (Мах 5+) 50 000 футов (15 200 м) или суборбитальные высоты, дальность полета более 200 км
  • Орбитальная низкая околоземная орбита (Мах 25+)
  • СНГ лунный трансфер Земля-Луна
  • Компьютерная вспомогательная система наведения несущей (CACGS) для БПЛА

Другие категории включают в себя:

  • Любительские БПЛА – которые в дальнейшем можно разделить на
  • Готовый к полету (RTF) / коммерческий-off-the-shelf (COTS)
  • Bind-and-fly (BNF) - требуются минимальные знания для управления платформой
  • Почти готовый к полету (ARF) / Do-it-yourself (DIY) - требуются значительные знания, чтобы подняться в воздух
  • Голый каркас-требует значительных знаний и собственных деталей, чтобы поднять его в воздух
  • Средние военные и коммерческие беспилотники
  • Большие военно-специфические беспилотники
  • Малозаметные боевые БПЛА
  • Самолет с экипажем, трансформируемый в несъемные (и необязательно пилотируемые БПЛА или БПЛА) летательные аппараты)

Классификации по весу самолета довольно просты:

  • Micro air vehicle (MAV) - самый маленький беспилотник, который может весить менее 1g
  • Миниатюрный БПЛА (также называемый СУАС) - примерно менее 25 кг
  • Более Тяжелые БПЛА

Компоненты БЛА

Общая физическая структура БПЛА

Летательные аппараты с экипажем и без экипажа одного и того же типа обычно имеют явно сходные физические компоненты. Основными исключениями являются кокпит и система экологического контроля или системы жизнеобеспечения . Некоторые БПЛА несут полезную нагрузку (например, камеру), которая весит значительно меньше, чем взрослый человек, и в результате может быть значительно меньше. Хотя они несут тяжелые полезные нагрузки, вооруженные военные БПЛА легче, чем их коллеги с экипажем с сопоставимым вооружением.

Небольшие гражданские БПЛА не имеют жизненно важных систем, и поэтому могут быть построены из более легких, но менее прочных материалов и форм, а также могут использовать менее надежные электронные системы управления. Для небольших БПЛА конструкция квадрокоптера стала популярной, хотя эта компоновка редко используется для самолетов с экипажем. Миниатюризация означает, что можно использовать менее мощные двигательные технологии, которые нецелесообразны для самолетов с экипажем, такие как небольшие электрические двигатели и батареи.

Системы управления беспилотными летательными аппаратами часто отличаются от систем управления летательных аппаратов с экипажем. Для дистанционного управления человеком, камера и видеосвязь почти всегда заменяют окна кабины; переданные по радио цифровые команды заменяют физические элементы управления кабины. Программное обеспечение автопилота используется как на экипажах, так и на несозданных самолетах с различными наборами функций.

Тело

Главным отличием для самолетов является отсутствие зоны кабины пилотов и ее иллюминаторов. Бесхвостые квадрокоптеры являются общим форм-фактором для беспилотных летательных аппаратов с вращающимся крылом, в то время как хвостовые моно - и Би-вертолеты являются общими для платформ с экипажем.

Источник питания и платформа

Малые БПЛА в основном используют литий-полимерные батареи (Li-Po), в то время как более крупные транспортные средства полагаются на обычные авиационные двигатели. Масштаб или размер воздушного судна не является определяющей или ограничивающей характеристикой энергоснабжения для БПЛА. В настоящее время, [ когда?] плотность энергии Li-Po гораздо меньше, чем у бензина. Рекорд путешествия для БПЛА (построенного из бальзового дерева и майларовой кожи) через Северную Атлантику удерживается бензиновой моделью самолета или БПЛА. Manard Hill in "in 2003 when one of his creations flew 1.882 miles across The Atlantic Ocean on less than a gallon of fuel" держит этот рекорд. Смотрите: Электроэнергия используется по мере того, как меньше работы требуется для полета и электродвигатели тише. Кроме того, правильно спроектированная тяга к весовому коэффициенту для электрического или бензинового двигателя, приводящего в движение пропеллер, может зависать или подниматься вертикально. Самолет Botmite является примером электрического БПЛА, который может подниматься вертикально.

Схема устранения батареи (BEC) используется для централизации распределения мощности и часто содержит микроконтроллерный блок (MCU). Более дорогие переключая BECs умаляют топление на платформе.

Вычисление

Вычислительные возможности БПЛА следовали за достижениями вычислительной техники, начиная с аналоговых элементов управления и превращаясь в микроконтроллеры, затем системы на кристалле (SOC) и одноплатные компьютеры (SBC).

Системное оборудование для малых БПЛА часто называют контроллером полета (FC), платой контроллера полета (FCB) или автопилотом.

Датчики

Датчики положения и движения дают информацию о состоянии самолета. Экстероцептивные датчики имеют дело с внешней информацией, такой как измерения расстояния, в то время как экспроприоцептивные коррелируют внутренние и внешние состояния.

Некооперативные датчики способны обнаруживать цели автономно, поэтому они используются для обеспечения разделения и предотвращения столкновений.

Степень свободы (DOF) относится как к количеству, так и к качеству датчиков на борту: 6 DOF подразумевает 3-осевые гироскопы и акселерометры (типичный инерциальный измерительный блок-иду), 9 DOF относится к иду плюс компас, 10 DOF добавляет барометр и 11 DOF обычно добавляет приемник GPS.

Исполнительные механизмы

Приводы БПЛА включают цифровые электронные регуляторы скорости (которые контролируют обороты двигателей), связанные с двигателями/ двигателями и пропеллерами, сервомоторами (в основном для самолетов и вертолетов), оружием, приводами полезной нагрузки, светодиодами и динамиками.

Программное обеспечение

Программное обеспечение БПЛА называется стек полета или автопилот. БПЛА - это системы реального времени, требующие быстрого реагирования на изменение данных датчиков. Примеры включают в себя малиновые Pis, Beagleboards и т.д. защищено с NavIO, PXFMini, etc. или разработанный с нуля , такие как Nuttx , preemptive - RT Linux , Xenomai, Orocos-Robot операционная система или DDS-ROS 2.0 . Обзор стека полетов

Слой Требование Оперативный Образец
Прошивка Критичный по времени От машинного кода до выполнения процессора, доступ к памяти ArduCopter-v1, px4
Промежуточное программное обеспечение Критичный по времени Управление полетом, навигация, радиоуправление Чистый Полет, ArduPilot
Операционная система Компьютер-интенсивный Оптический поток, обход препятствий, хлоп, принятие решений ROS, Nuttx, дистрибутивы Linux, Microsoft IOT


Стеки с открытым исходным кодом гражданского использования включают в себя:

  • Ардукоптер
  • Дрон-код (раздвоенный от Ардукоптера)
  • Сумасшедший!
  • KKMultiCopter
  • MultiWii
  • BaseFlight (раздвоенный от MultiWii)
  • CleanFlight (раздвоенный от BaseFlight)
  • BetaFlight (раздвоенный от CleanFlight)
  • iNav (раздвоенный от CleanFlight)
  • RaceFlight (раздвоенный от CleanFlight)
  • OpenPilot
  • Дронин (раздвоенный от OpenPilot)
  • LibrePilot (раздвоенный от OpenPilot)
  • Таулабс (раздвоенный от OpenPilot)
  • Папарацци

Принципы цикла

Типичные контуры управления полетом для мультиротора

БПЛА используют незамкнутые, замкнутые или гибридные архитектуры управления.

  • Незамкнутый контур-этот тип обеспечивает положительный сигнал управления (более быстрый, более медленный, левый, правый, вверх, вниз) без включать обратную связь от данных по датчика.
  • Замкнутый контур-этот тип включает обратную связь датчика для того чтобы отрегулировать поведение (уменьшите скорость для того чтобы отразить тайлвинд, двиньте к высоте 300 футов). Контроллер PID является общим. Иногда используется прямая трансляция, перенося потребность в дальнейшем замыкании цикла.

Управление полетом

БПЛА могут быть запрограммированы для выполнения агрессивных маневров или посадки / посадки на наклонных поверхностях , а затем подняться к лучшим местам связи. некоторые БПЛА могут управлять полетом с различными моделями полета, такими как конструкции СВВП.

Беспилотники также могут осуществлять посадку на плоскую вертикальную поверхность.[60]

Коммуникации

Большинство БПЛА используют радиоприемник для дистанционного управления и обмена видео-и другими данными . Ранние БПЛА имели только узкополосную восходящую связь. Нисходящие ссылки появились позже. Эти двунаправленные узкополосные радиолинии передавали командно-диспетчерские (КД) и телеметрические данные о состоянии бортовых систем удаленному оператору. Для полетов на большие расстояния военные беспилотники также используют спутниковые приемники в составе спутниковых навигационных систем. В тех случаях, когда требовалась передача видеосигнала, БПЛА будут реализовывать отдельный аналоговый видеоряд радиосвязи.

В самых современных применениях UAV, видео-передача необходима. Таким образом, вместо того, чтобы иметь 2 отдельных канала для C&C, телеметрии и видеотрафика, широкополосный канал используется для передачи всех типов данных по одной радиолинии. Эти широкополосные линии связи могут использовать методы повышения качества обслуживания для оптимизации трафика C&C для низкой задержки. Обычно эти широкополосные линии связи несут TCP / IP трафик,который может быть направлен через Интернет.

Радиосигнал со стороны оператора может быть выдан с любого из них:

  • Наземное управление-это человек, управляющий радиопередатчиком / приемником, смартфоном, планшетом, компьютером или первоначальным значением военной наземной станции управления (GCS) . Недавно был продемонстрирован также контроль с помощью носимых устройств распознавания движений человека, волн мозга человека .
  • Удаленная сетевая система, такая как спутниковые дуплексные каналы передачи данных для некоторых военных держав . нисходящее цифровое видео по мобильным сетям также вышло на потребительские рынки, в то время как прямое управление UAV uplink над сотовой сеткой и LTE было продемонстрировано и находится в испытаниях.
  • Еще один самолет, выполняющий функции ретранслятора или мобильного пункта управления-военный пилотируемо-беспилотный комплекс (MUM-T).
  • Протокол MAVLink все чаще становится популярным для передачи командно-контрольных данных между наземным управлением и транспортным средством

Автономия

Основы автономного управления

ИКАО классифицирует несозданные летательные аппараты либо как дистанционно пилотируемые, либо как полностью автономные.[необходимая цитата ] фактические БПЛА могут предлагать промежуточные степени автономности. Например, транспортное средство, управляемое дистанционно в большинстве случаев, может иметь автономную работу по возвращению на базу.

Основная автономия приходит от проприоцептивных датчиков. Расширенная автономия требует ситуационной осведомленности, знания об окружающей среде, окружающей самолет от внешних сенсоров: sensor fusion интегрирует информацию от нескольких датчиков.

Основные принципы

Один из способов достижения автономного управления использует несколько уровней контура управления, как и в иерархических системах управления . По состоянию на 2016 год петли низкого уровня (т. е. для управления полетом) тикают так же быстро, как 32 000 раз в секунду, в то время как петли более высокого уровня могут циклировать один раз в секунду. Принцип состоит в том, чтобы разложить поведение самолета на управляемые "куски", или состояния, с известными переходами. Типы иерархических систем управления варьируются от простых сценариев до конечных автоматов , деревьев поведения и иерархических планировщиков задач . Наиболее распространенным механизмом управления, используемым в этих слоях, является PID-контроллер который может быть использован для достижения наведения для квадрокоптера с помощью данных из иду для расчета точных входных сигналов для электронных регуляторов скорости и двигателей.[ требуется цитирование]

Примеры алгоритмов среднего уровня:

  • Планирование траектории движения: определение оптимального пути движения транспортного средства при выполнении задач и ограничений миссии, таких как препятствия или потребности в топливе
  • Генерация траектории (планирование движения): определение управляющих маневров, которые необходимо предпринять, чтобы следовать заданному пути или перейти из одного места в другое
  • Регулирование траектории: ограничение движения транспортного средства в пределах некоторого допуска к траектории движения

Эволюционировавшие планировщики иерархических задач БПЛА используют такие методы, как поиск дерева состояний или генетические алгоритмы .

Функции автономии

Степень автономности БПЛА

Производители БПЛА часто строят в конкретных автономных операциях, таких как:

  • Само-уровень: стабилизация ориентации на осях тангажа и крена.
  • Удержание высоты: самолет поддерживает свою высоту с помощью барометрических или наземных датчиков.
  • Наведите/удержание положения: держите ровные тангаж и крен, стабилизированный курс рыскания и высоту пока поддерживающ положение используя GNSS или инертные датчики.
  • Безголовый режим: Управление тангажом относительно положения пилота, а не относительно осей транспортного средства.
  • Без ухода: автоматическое управление крена и рыскания пока двигающ горизонтально
  • Взлет и посадка (с использованием различных авиационных или наземных датчиков и систем; см. Также: Autoland)
  • Failsafe: автоматическая посадка или возвращение домой при потере сигнала управления
  • Возвращение домой: летите обратно в точку взлета (часто набирая высоту первым, чтобы избежать возможных мешающих препятствий, таких как деревья или здания).
  • Follow-me: поддерживайте относительное положение к moving пилоту или другому объекту используя GNSS, опознавание изображения или Маяк самонаведения.
  • Навигация путевой точки GPS: использование GNSS для навигации к промежуточному положению на пути перемещения.
  • Орбита вокруг объекта: похож на Follow-me, но непрерывно облетает цель.
  • Предварительно запрограммированные фигуры высшего пилотажа (такие как рулоны и петли)

Функции

Полная автономия доступна для конкретных задач, таких как дозаправка в воздухе [70] или переключение батареи наземного базирования; но задачи более высокого уровня требуют больших вычислительных, зондирующих и исполнительных возможностей. Один из подходов к количественной оценке автономных возможностей основан на терминологии ООДА, предложенной исследовательской лабораторией ВВС США в 2002 году, и используется в таблице ниже: Соединенные Штаты автономные уровни управления диаграмма