Постановка задачі комплектації групи БПЛА на базі моделей гранульованих обчислень і нечіткої логіки

Abstract

Розглянуто задачу оцінки якості комплектування обладнанням різнотипних груп безпілотних літальних апаратів (БПЛА) на базі нечітких множин. Запропоновано новий підхід до підвищення продуктивності операцій реєстрації і обробки інформації за допомогою визначення якості зображення на основі кута нахилу відеокамер, висоти і швидкості польоту БПЛА. Оскільки вхідна інформація про стан сцени і дані з сенсорів БПЛА можуть бути неповними і слабо структурованими, у статті запропоновано застосовувати концепцію гранульованих обчислень та нечітких множин до побудови бази даних повітряної розвідки.

Цель работы. Разработать новые модели оценки качества видеоданных от БПЛА, подходы к оснащению гетерогенных групп БПЛА и показатели для оценки ее тактико-технических характеристик как команды. Результаты. Успех планирования миссий групп БПЛА основывается на прогнозе количественно-качественных показателей полученных видеоданных. Для этого предложена модель прогноза качества полученных аэрофотоснимков на базе данных о скорости, высоте БПЛА и угол наклона видеокамеры. В основу модели положены наработки теории нечетких множеств первого и второго типов. Приведен пример реализации модели в системе компьютерной математики MatLab 2020b. На основе анализа ряда работ по классификации БПЛА и предложенной модели качества изображения построена методика комплектования оборудованием для группы БПЛА и выбора типов БПЛА, а также предложена содержательная постановка задачи комбинаторной оптимизации на базе классической задачи рюкзака. Приведен пример расчетов тактико-технических характеристик для украинского БПЛА «Спектатор» ОАО Меридиан.

The purpose of the article. Develop new models for assessing the quality of video data from UAVs, approaches to equipping heterogeneous groups of UAVs and indicators for assessing its tactical and technical characteristics as a team. Results. The success of UAV group mission planning is based on the forecast of quantitative and qualitative indicators of the received video data. For this purpose, a model for forecasting the quality of the obtained aerial photographs based on the data on the speed, height of the UAV and the angle of the video camera is proposed. The model is based on the development of the theory of fuzzy sets of the first and second types. An example of the implementation of the model in the system of computer mathematics MatLab 2020b is given. Based on the analysis of a number of works on UAV classification and the proposed model of image quality, the method of equipment for the UAV group and the choice of UAV types are built, as well as the content of the combinatorial optimization problem based on the classic backpack problem. An example of calculations of tactical and technical characteristics for the Ukrainian UAV "Spectator" of Meridian ltd. is given.