Разработка, изготовление и тестирование прототипа системы согласованного планирования и управления действиями многоагентной группы беспилотных аппаратов для решения задач мониторинга пространства

Мониторинг для технического обслуживания - неотъемлемый элемент управления инфраструктурными и промышленными объектами. Сегодня основная часть работ по техобслуживанию и мониторингу производится вручную на базе осмотра оборудования специалистами, что занимает много времени и требует больших затрат, при этом результаты этого процесса – неполная информация низкого качества. В некоторых случаях для проведения таких работ необходима установка дополнительного оборудования для промышленного альпинизма, леса и приподнятые платформы. Кроме того, может потребоваться отключить оборудование на время технического обслуживания. Этот подход не только требует много времени, но и стоит больших денег. Мы же предлагаем универсальный подход, приемлемый для разных типов предприятий.Конечно, в соответствии с законодательством, некоторые виды мониторинга и инспекции должны проводиться дипломированными специалистам, однако во многих случаях данные операции могут выполняться при помощи беспилотных устройств. Для примера: в настоящее время операция по мониторингу и инспекции ветряной турбины стоит 1 500 долл. США за одну установку. Тот же осмотр с использованием дрона обойдется почти в два раза дешевле. Схожей экономии можно добиться и в отношении осмотра мостов и тоннелей, где затраты на осмотр специалистами еще выше.На сегодняшний день беспилотные летательные аппараты выявляют дефекты не просто быстрее и тщательнее, но также дешевле и безопаснее. Благодаря развитию технологий обработки изображений компании могут анализировать данные гораздо быстрее и точнее при изучении и анализу, построенных 3д-моделей. Одним из подходов в мониторингу инфраструктурных и промышленных объектов является применение инфракрасных камер совместно с обычными для сбора информации. Это дает возможность не только визуально оценить состояние объекта при помощи 3д-модели, но и заглянуть в инфракрасный диапазон. Наблюдения в инфракрасном диапазоне дают возможность отследить тепловые потери, результатом которых являются нарушения структуры объекта. Данная технология мониторинга имеет огромное значение не только для стандартных инфраструктурных объектов: школ, домов; но для объектов повышенной важности ТЭЦ, АЭС и т.д., для которых дефекты в структуре объекта могут повлечь катастрофу. Кроме того разрабатываемая технология имеет двойное назначение, так как может быть использована для мониторинга и патрулирования государственных границ, спасательно-поисковых операций, в которых данных полученных с обычной камеры недостаточно.Несмотря на повышение в последние годы уровня доступности БПЛА, активное развитие программной и аппаратной части, а также увеличение числа пользователей, нельзя назвать процесс использования БПЛА для выполнения конкретных работ абсолютно легким и проработанным. Можно составить список неразрешенных задач, препятствующих эффективному использованию БПЛА:- для выполнения поставленных задач зачастую требуется совместная согласованная работа групп БПЛА, составленных из устройств различных типов и моделей;- для ручного управления БПЛА требуется специальная подготовка, требования к качеству которой повышается пропорционально количеству аппаратов, находящихся под одновременным контролем оператора;- эффективные инструменты планирования действий и управления в реальном времени группами БПЛА совместно выполняющими общие задачи в настоящий момент отсутствуют;- общая ситуация, в условиях которой выполняется задание, требует оперативной оценки обстановки с учетом наличия множества одновременно влияющих факторов. Обозначенные проблемы поможет разрешить внедрение автоматических комплексов управления автономными БПЛА. В подобных комплексах на оператора ложится только роль по загрузке полетного заданий для исполнительных механизмов и контроля хода их выполнения, все элементарные действия выполняются полноценным автопилотом, а их планированием занимается интеллектуальная программная система. Возможность управления аппаратами группы в ручном режиме при этом сохраняется, но не является первостепенной для операторов - на них ложится более высокоуровневая задача целеполагания. За процесс планирования, декомпозиции заданной оператором задачи на составные части (подзадачи), распределение подзадач между БПЛА роя и их перераспределение в случае изменения обстановки будет отвечать функционирующая в режиме реального времени интеллектуальная программная система.Целью проекта является формирование научно-технического задела в области перспективных подходов и способов взаимодействия групп распределенных робототехнических устройств в режиме реального времени на основе мультиагентного подхода и разработка прототипа интеллектуальной программной системы коллективного согласованного планирования и управления действиями группировки БПЛА в режиме реального времени, в которой в качестве базовых БПЛА будет использованы мБПЛА мультироторного типа в силу их повышенной маневренности и возможности их быстрой модернизации.