8 / 14
Рис. 1. Схема замены ло-
маной линии радиусным
сегментом
Таким образом, условие существования
допустимого маршрута полета требует, чтобы
радиус кривизны
r
i
каждой точки касания (см.
рис. 1) был не меньше минимального радиуса
поворота БПЛА
R
min
. Этот радиус с учетом
максимальной нормальной перегрузки БПЛА
вычисляется по формуле [13]:
R
min
=
v
2
min
g
p
n
2
y
max
−
1
,
(14)
где
v
min
— минимальная скорость полета
БПЛА;
g
— ускорение свободного падения;
n
y
max
— максимальная нормальная перегруз-
ка БПЛА.
Моделирование планирования маршрута полета БПЛА.
В про-
цессе моделирования были использованы следующие параметры:
v
max
= 65
м/с;
v
min
= 35
м/с;
v
z
max
= 15
м/с;
v
z
min
=
−
15
м/с;
a
max
= 30
м/с
2
;
a
z
max
= 10
м/с
2
;
a
z
min
=
−
10
м/с
2
;
Δ
a
max
= 15
м/с
2
;
a
z
max
= 5
м/с
2
;
Δ
a
z
min
=
−
5
м/с
2
. Период выборки —
Δ
t
= 1
c,
M
= 10
6
, число сторон многоугольника
Q
= 24
, минимальный ра-
диус поворота 41,5 м, длина шага планирования
T
= 10
. С учетом
размера препятствия число точек интерполяции
L
= 4
. Весовые ко-
эффициенты
a
= 0
,
25
,
b
= 0
,
25
,
c
= 0
,
25
,
d
= 0
,
25
. Перелет БПЛА из
произвольной исходной точки
А
(1600
,
−
900
,
100)
в заданную целевую
точку (650, 750, 410).
Результаты моделирования алгоритма планирования маршрута по-
лета БПЛА для заданного набора весовых коэффициентов показаны
на рис. 2 и 3.
На рис. 4 в увеличенном масштабе показан локальный участок по-
лученного оптимального пространственного маршрута полета БПЛА
в условиях городской среды.
Из рис. 3 следует, что время решения для каждого участка пу-
ти меньше заданного значения периода выборки. Полученный марш-
рут полета является оптимальным и удовлетворяет требованию реше-
ния задачи в режиме реального времени. Данный маршрут позволяет
успешно избежать все препятствия на пути движения к целевой точке,
что подтверждается рис. 2.
На рис. 4 фактический маршрут полета БПЛА не совпадает с вы-
численным маршрутом полета. Основными причинами расхождения
являются ошибка навигационной системы в определении местополо-
жения БПЛА, а также эффект сглаживания оптимальной траектории.
Для того чтобы сравнить влияние весовых коэффициентов целевой
функции на результаты планирования оптимального маршрута поле-
60 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 2