Details

В данной работе рассматривается задача децентрализованного динамического разделения роя БПЛА на подгруппы. Целью этой работы является разработка метода управления роем, обеспечивающего координацию дронов в рое в условиях ограниченной информации и изменяющейся среды. В рамках данной работы изучены существующие подходы к управлению роем БПЛА, включая централизованные и децентрализованные методы, а также модель поведения Boids как основа для моделирования роевых систем. Обоснована актуальность изучаемой темы и выбранного децентрализованного подхода. Разработан и реализован итеративный алгоритм децентрализованного формирования подгрупп из исходного роя, позволяющий управлять процессом поэтапного выхода дронов из роя с сохранением общей согласованности и устойчивости системы. Проведены численные эксперименты, продемонстрировавшие сходимость метода. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании автономных роевых систем в задачах, требующих адаптивность и отказоустойчивость систем с большим числом взаимодействующих агентов.

This thesis addresses the problem of decentralized dynamic partitioning of a UAV swarm into subgroups. The objective of the work is to develop a swarm control method that ensures coordination of drones under conditions of limited information and a dynamically changing environment. The study reviews existing approaches to UAV swarm control, including both centralized and decentralized methods, and examines the Boids model as a basis for simulating swarm systems. The relevance of the topic and the choice of a decentralized approach are justified. An iterative algorithm for decentralized formation of subgroups from the initial swarm is developed and implemented, enabling step-by-step drone departure from the swarm while maintaining overall coherence and system stability. Numerical experiments have been conducted, demonstrating the convergence of the proposed method. The obtained results can be applied in the design of autonomous swarm systems for tasks that require adaptability and fault tolerance in systems with a large number of interacting agents.

• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• ОБЗОР ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
  • Беспилотные летательные аппараты и их классификация
  • Общая характеристика роя дронов
  • Стратегии управления роем дронов
  • Модели взаимодействия дронов в рое
  • Разрешение конфликтов в рое дронов
  • Выводы
• ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
  • Постановка задачи
  • Формиулировка подзадач
• МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
  • Метод упаковки дронов
  • Метод корректировки вектора движения
  • Метод обмена позициями между дронами
  • Метод движения дрона по прямой траектории к целевой точке
  • Метод выхода дронов из роя
  • Метод выбора позиции в рое
  • Метод достижения целевой позиции в рое
  • Архитектура программного обеспечения
  • Выводы
• АПРОБАЦИЯ МЕТОДА
  • Зависимость среднего расстояния от количества дронов в исходном рое
  • Зависимость среднего расстояния от шага решетки
  • Зависимость среднего расстояния от соотношения разделения дронов на подгруппы
  • Зависимость среднего расстояния от количества одновременно выходящих из роя дронов
  • Анализ полученных результатов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ