Построение траектории полета БПЛА для мониторинга сельскохозяйственных земель

При использовании сельскохозяйственных земель одной из задач является мониторинг их со­стояния, в частности увлажнения почвы и качества посевов. Для мониторинга используются датчики различного типа, данные с которых необходимо периодически передавать в центр обработки. Проводную сеть датчиков создавать экономически нецелесообразно, используют­ся беспроводные технологии. Время жизни сети датчиков определяется скоростью разряда батарей. Наименее энергозатратной является передача данных по запросу. В условиях обшир­ных сельхозугодий такой сбор возможно организовать с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В свою очередь, затраты на облет датчиков с целью сбора данных опре­деляются длиной выбранного маршрута. Рассматривается задача построения оптимальной траектории облета для сбора данных. Возможна нехватка горючего (заряда батареи в случае электромотора) БПЛА, и требуется проложить несколько маршрутов ограниченной длины, суммарная длина которых минимальна. В данной работе решается задача оптимизации траек­тории отдельного БПЛА. Ставится задача, аналогичная задаче коммивояжера. Существенной особенностью является возможность одновременного сбора данных от нескольких источни­ков в пределах радиуса радиовидимости, что избавляет от необходимости подлета к каждому из датчиков. В работе экспериментально сравниваются два подхода к решению задачи: ре­шение задачи коммивояжера по предварительно найденным точкам и с удалением из списка непосещенных тех точек, которые находятся в пределах видимости от очередной посещенной. Показано, что в последнем случае алгоритм, лучше решающий классическую задачу комми­вояжера, может уступать более быстрому и менее точному алгоритму решения классической задачи.