- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Исследовательский раздел
- •Научная новизна и актуальность работы
- •Анализ современных методов построения авиационных маршрутов
- •Обзор существующих аналогов
- •4. Бпла delta-m (российская разработка)
- •5. Agisoft Metashape (ранее PhotoScan)
- •Постановка задачи
- •Описание модели взаимодействия пользователей с веб-интерфейсом
- •1. Общая структура интерфейса
- •2. Сценарии взаимодействия
- •Интеграция геопространственных данных в системы управления бпла
- •Перспективные направления исследований
- •Обзор структуры беспилотника
- •1. Входы (куда Pixhawk получает информацию)
- •2. Выходы (куда Pixhawk отправляет команды)
- •Глава 2. Реализация
- •2.1. Техническое задание
- •2.2. Построение ортодромии и локсодромии
- •2.3. Ручной ввод координат и параметров полета
- •1. Механизм ввода координат
- •2. Параметры полета
- •4. Обработка ошибок
- •2.4. Генерация kmz-файлов
- •2.5. Проверка пересечений с запретными зонами
- •1. Клиентская часть (JavaScript):
- •2. Серверная часть (Python/Flask):
- •2.6. Подключение и обзор беспилотника
- •2.7. Сервис высот
- •Глава 3. Испытательный раздел
- •3.1. Тестирование работы алгоритмов для программного комплекса на беспилотнике Holybro x500
- •3.2. Составление тест-кейсов для алгоритмов в совокупности с программным комплексом
- •3.3. Результаты тестирования
- •3.4. Опытная эксплуатация
- •Заключение
- •Список сокращений
- •Список использованных источников
Описание модели взаимодействия пользователей с веб-интерфейсом
Веб-интерфейс программного комплекса спроектирован для обеспечения интуитивного взаимодействия с функционалом планирования маршрутов БПЛА. Модель взаимодействия включает следующие ключевые этапы и компоненты:
1. Общая структура интерфейса
Интерфейс разделен на три основные зоны (рис. 1.5.1):
Рисунок 1.5.1 Интерфейс веб-приложения
Картографическая область (Yandex Maps API) — для визуализации маршрутов, запретных зон и DEM-данных.
Панель параметров полета — для ввода координат, настройки скорости, высоты и выбора режима построения маршрута.
Инструменты управления — кнопки экспорта KMZ, подключения к БПЛА, сброса данных.
2. Сценарии взаимодействия
Планирование маршрута
Выбор точек:
Пользователь кликает на карте или вводит координаты вручную (формат: десятичные градусы).
Система автоматически валидирует данные:
Построение маршрута:
При нажатии кнопки «Рассчитать» отправляется AJAX-запрос к серверной части.
Результат отображается на карте: ортодромия (синяя линия) или локсодромия (зеленая линия).
Работа с запретными зонами
Рисование полигонов: Пользователь активирует режим «Добавить зону», после чего рисует многоугольник на карте.
Динамическая проверка: при построении маршрута зоны, пересекающие траекторию, подсвечиваются белым цветом.
Интеграция с БПЛА
Подключение: Нажатие кнопки «Связаться с БПЛА» инициирует UDP-соединение через MAVLink.
Передача данных: Параметры полета отправляются на аппарат в формате MAVLink-сообщений:
3. Обратная связь и обработка ошибок
Визуальные уведомления:
Ошибки ввода отображаются через всплывающие окна (например: «Скорость должна быть больше 0»).
Успешные действия подтверждаются зелеными баннерами (например: «Маршрут построен»).
Логирование: Все запросы и ошибки фиксируются в серверной части для последующего анализа.
4. Адаптивность интерфейса
Интерфейс оптимизирован для устройств с разрешением от 1280×720 px. На мобильных устройствах панель параметров сворачивается в выпадающее меню.
5. Уникальные особенности
Динамическая коррекция маршрута: при изменении зон ограничений маршрут автоматически перестраивается без перезагрузки страницы.
Режим DEM-коррекции: Пользователь может активировать опцию «Учет рельефа», после чего высота полета корректируется на основе данных GeoTIFF.
6. Практическое применение
Пример сценария использования в сельском хозяйстве:
Агроном задает точки для мониторинга полей.
Система автоматически обходит зоны с запретом полетов (населенные пункты).
Маршрут экспортируется в KMZ и загружается в бортовой компьютер БПЛА.
Модель взаимодействия обеспечивает минимальное время обучения пользователя за счет:
Единого пространства для визуализации и управления.
Четкой группировки функций по зонам.
Контекстной помощи при ошибках.
Интеграция геопространственных данных в системы управления бпла
Интеграция геопространственных данных в систему управления БПЛА обеспечивает точность и безопасность полетов за счет использования:
Цифровых моделей рельефа (DEM) — растровые данные (GeoTIFF) обрабатываются для автоматической коррекции высоты маршрута, что исключает столкновения с препятствиями.
Векторных данных — полигоны запретных зон (формат WKT) анализируются для динамического обхода, а экспорт в KMZ/KML гарантирует совместимость с GIS-инструментами.
Картографических сервисов — Yandex Maps API используется для визуализации маршрутов и интерактивного рисования зон в реальном времени.
Данные преобразуются между системами координат (WGS84, проекция DEM), что обеспечивает геодезическую точность. Интеграция с БПЛА реализована через протокол MAVLink: параметры полета (скорректированные по DEM и зонам) передаются на аппарат, минимизируя ручное вмешательство.
Результат:
Автоматизация планирования маршрутов с учетом рельефа и нормативных ограничений.
Снижение рисков за счет предсказуемости траекторий.
Поддержка открытых стандартов (WKT, MAVLink) для гибкости в промышленных и научных сценариях.
