Сжатие и агрегация команд управления беспилотными воздушными судами в каналах с ограниченной пропускной способностью

Управление беспилотными воздушными судами от первого лица требует передачи команд управления от станции внешнего пилота к беспилотному воздушному судну. Использование протоколов передачи команд управления и телеметрической информации, таких как CRSF и MavLink, через пакетные сети передачи данных требует наличия полосы пропускания канала связи более 50 Кбит/с для управления одним беспилотным воздушным судном. Одновременное управление большим количеством беспилотных воздушных судов в удаленных районах, которые не покрыты мобильными сетями связи последних поколений, требует уменьшения потребляемой полосы пропускания. Целью настоящего исследования является сокращение необходимой полосы пропускания канала связи при передаче потока команд FPV-управления беспилотного воздушного судна. Сокращение полосы пропускания достигается за счет нейросетевого сжатия команд управления с дополнительным блоком помехоустойчивого кодирования и их последующей агрегации. Рассматриваются коды Рида-Соломона. Разрабатывается архитектура новой нейронной сети вида «вариационный автокодировщик». В результате исследования разработан метод сжатия команд управления, основанный на агрегации, помехоустойчивом кодировании и сжатии нейронной сетью вида «автокодировщик». Метод отличается от существующих тем, что для компенсации сжатия автокодировщиком с потерями применяются помехоустойчивые коды, работающие в режиме исправления ошибок. Метод пригоден к применению для протоколов управления беспилотным воздушным судном через пакетные сети передачи данных. Представлен нейросетевой кодек команд управления, который реализует данный метод, а также нейронная сеть для сжатия агрегированных команд управления. Разработанный метод обеспечивает сжатие команд управления протокола CRSF на 18,75% и, как следствие, уменьшает необходимую полосу пропускания канала связи при FPV-управлении. Результаты могут быть обобщенно применены и к другим протоколам управления.