Для эффективного использования самоуправляемого роя в реальных условиях необходимо, чтобы на всех этапах его работы система управления роя и вспомогательное оборудование функционировали бы в автоматических режимах. Можно выделить несколько основных этапов:
- подготовка, тестирование и формирование заданий,
- доставка к месту запуска,
- включение и запуск,
- маршрутизация и подход к цели,
- выполнение задания,
- выход из задания и возврат на исходные позиции.
Каждый этап отличается своими особенностями, целями, тактиками и как следствие, алгоритмами управления. Рассмотрев эти особенности, можно сформировать и основные требования, которые позволили бы построить СУ роя, обеспечивающую его работу на всех этапах в автономном режиме, то есть сделать рой полностью самоуправляемым.
На каждом этапе в процессе выполнения общей задачи СУ роя должна:
- Производить мониторинг и контроль состояния, ресурсов и готовности каждого элемента роя.
- Обеспечить распределение задач среди БПЛА роя, где каждый элемент способен оценить свою нагрузку и выбрать оптимальное решение для выполнения конкретного задания. На этом уровне происходит синергизация усилий, что позволяет минимизировать дублирование работы и повысить общую эффективность.
- Производить мониторинг и корректировку процесса выполнения задач, когда члены роя постоянно обмениваются информацией о текущем статусе выполнения и возможных затруднениях. Здесь важным становится механизм адаптации: в зависимости от изменения условий, тривиальные задачи могут перераспределяться для обеспечения максимальной результативности.
- Производить оценку достигнутых на данном этапе результатов. Каждый БПЛА роя получает возможность оценить правильность своих действий в свете результатов выполнения общей командной задачи.
Можно сформулировать некоторый обобщенный перечень данных, необходимых для автономного выполнения задач на перечисленных выше этапах.
- Данные о местоположении в пространстве: GPS-приемники и инерциальные навигационные системы (ИНС) обеспечивают информацию о текущем местоположении БПЛА.
- Данные о состоянии: Датчики на борту БПЛА отслеживают уровень заряда батареи, температуру, вибрацию и другие параметры, связанные с их работоспособностью.
- Данные о расходе ресурсов: Бортовые компьютеры БПЛА регистрируют расход топлива, использование датчиков и других ресурсов, что позволяет прогнозировать оставшееся время полета.
- Определение окончания выполнения задачи: по команде оператора, по результатам собственного анализа завершения задачи, при невозможности выполнения задачи
- Ответы от центра управления после выдачи в центр управления информации о результатах выполнения задачи
- Определения маршрута и порядка возвращения роя на базу или в другой необходимый район
- Данные об управлении движением роя и сравнение с планируемым движением
- Данные о возникающей необходимости коррекции маршрута в случае необходимости в процессе движения
- Координаты посадки в заданном месте
При этом реализуется определенный сценарий:
Организация функционирования роя