Details

Данная работа посвящена разработке системы управления группой мультироторных беспилотных летательных аппаратов для автоматической доставки сейсмических датчиков. В ходе работы была сформулирована задача управления группой БпЛА для доставки сейсмических датчиков, определены требования и ограничения среды, а также выполнен обзор существующих методов многоагентного планирования. Предложено многоуровневое представление рельефа на основе вейвлет- декомпозиции и плиточного разбиения с целью сокращения расхода потребления памяти. Статические препятствия описаны с использованием иерархической структуры — дерева ограничивающих сфер для отсечения потенциально непересекающихся участков препятствия и однородной пространственной сетки для отбора препятствий-кандидатов, которые могут пересекать маршрут. Применены алгоритмы планирования маршрутов с поэтапным приближением к заданному уровню оптимальности, начиная с минимального допустимого порога и последующим уточнением решения при наличии времени, а также разработан механизм динамических воздушных коридоров. Система реализована на базе ROS 2 с интеграцией в симулятор Gazebo и автопилот PX4. Эффективность решений подтверждена результатами имитационного моделирования. Результаты работы могут быть использованы при разработке и тестировании многоагентных автономных систем доставки.

The work formulates the problem of coordinated control of UAVs for sensor deployment, defines the system requirements and environmental constraints, and presents a review of existing multi-agent planning methods. A multilevel terrain representation based on wavelet decomposition and tiled partitioning is proposed to reduce memory consumption. Static obstacles are represented using a hierarchical bounding sphere tree for rejecting obviously non-intersecting regions, and a uniform spatial grid for selecting candidate obstacles that may intersect the planning route. The work employs path planning algorithms with progressive refinement toward a specified suboptimality bound, starting from a minimal acceptable threshold and improving the solution further when time permits; additionally, a mechanism of dynamic air corridors has been developed. The system is implemented using ROS 2 and integrated with the Gazebo simulation environment and PX4 autopilot. The effectiveness of the proposed methods is confirmed through simulation results. The results of this work can be applied to the development and testing of multi-agent autonomous delivery systems.