текст рассказа

Добрый день!

Тема моей работы: Разработка алгоритмов построения ортодромии и управления параметрами полета БПЛА.

Актуальность: БПЛА активно используются в логистике, сельском хозяйстве и других областях. Однако существуют проблемы:

1. Фрагментарность решений: Отсутствие комплексных инструментов для геодезии, обхода запретных зон и интеграции с аппаратурой.

2. Динамичность: Неспособность существующих систем быстро реагировать на изменения воздушного пространства (новые запретные зоны).

3. Сложность интерфейса и отсутствие автономной работы.

Цель: Разработка алгоритмов для автоматизированного планирования маршрутов БПЛА с учетом географических, технических и нормативных ограничений.

Основные задачи:

1. Анализ и реализация методов построения ортодромии (кратчайший путь на сфере) и локсодромии (постоянный курс) с визуализацией на Yandex Maps.

2. Разработка алгоритмов обхода запретных зон.

3. Создание сервиса высот с интеграцией цифровых моделей рельефа (DEM).

4. Разработка удобного веб-интерфейса (Yandex Maps) для визуализации и управления.

5. Интеграция с БПЛА через протокол MAVLink и передача маршрута в формате KMZ для автономной работы.

6. Тестирование и верификация решения.

Технические требования:

* Быстрота: Расчет маршрута ≤3 сек (1000 км).

* Точность: Обход зон ≥90%.

* Поддержка DEM: Файлы высокого разрешения (до 1 м/пиксель).

* Совместимость: БПЛА, поддерживающие MAVLink (PX4, ArduPilot).

* Интерфейс: Адаптивный (от 1280×720), интерактивная карта, редактирование зон.

Ключевые решения и реализация:

1. Визуализация маршрутов: Ортодромия (библиотека `pyproj` для WGS84), Локсодромия (интерполяция в проекции Меркатора). Отображение на Yandex Maps API.

2. Алгоритм обхода зон: Разработан адаптивный алгоритм.

3. Сервис высот: Интеграция DEM для коррекции высоты полета.

4. Интеграция с БПЛА:

* Связь через MAVLink по UDP (IP-адрес, порт 14550) для управления.

* Генерация и передача KMZ-файла для автономного полета.

* Аппаратная платформа для демонстрации: БПЛА Holybro X500 (Полетный контроллер Pixhawk 6C, GPS, Lidar, радиомодуль Microhard P900).

Результаты тестирования:

* Время расчета: ~2 сек (1000 км), до 3.1 сек (1500+ км).

* Точность обхода зон: 90% (подтверждено 50 тестами).

* Совместимость: Успешно с PX4 и ArduPilot.

* Эксплуатация: Успешное применение для мониторинга, в условиях ЧС, передача KMZ, подключение по MAVLink.

* Публикации: Результаты апробированы в научных журналах "Аллея Науки" и "Вестник Науки".

Выявленные ограничения:

* Время расчета растет для очень длинных маршрутов (>1500 км).

* Обработка DEM замедляется при файлах >5 ГБ.

* Алгоритм обхода требует доработки для сложных многоугольников (>=5 углов).

Заключение:

Разработан программный комплекс, решающий ключевые задачи автоматизированного планирования маршрутов БПЛА:

1. Реализованы алгоритмы построения ортодромии/локсодромии с визуализацией.

2. Создан алгоритм обхода запретных зон с точностью 90%.

3. Интегрирован сервис высот на основе DEM (погрешность ±2.5 м).

4. Разработан удобный веб-интерфейс на Yandex Maps API с экспортом KMZ.

5. Обеспечена интеграция с БПЛА через MAVLink и автономный режим работы.

6. Работоспособность системы подтверждена тестированием и опытной эксплуатацией.

Спасибо за внимание! Готов ответить на ваши вопросы.