Самоорганизующийся и самоуправляемый рой БПЛА и способ контроля территории на наличие установленного события посредством такого роя Российский патент 2023 года по МПК G08G5/00 G05D1/10 B64C39/00 

Описание патента на изобретение RU2805431C1

Изобретение относится к самоорганизующемуся, самоуправляемому рою (группе) БПЛА и способу контроля территории на наличие установленного события посредством такого роя.

Из уровня техники, патентный документ США US20180007518A1, опубл. 04.01.2018, (прототип) известна группа БПЛА, связанные друг с другом посредством передачи друг другу радиосигналов. Такая группа дронов может автономно изменять своё положение для создания желаемой зоны покрытия сети, включая настройку зоны покрытия сети в соответствии с инструкциями через контроллер дрона и могут использоваться службами быстрого реагирования во время чрезвычайных происшествий. Однако такая группа дронов, управляется оператором, не в состоянии самоорганизовываться в зависимости от необходимой задачи. Такая группа не в состоянии самостоятельно обнаруживать аварии или другие события и оперативно ликвидировать их, соответствующе самоорганизовавшись.

Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением заключается в обеспечении возможности осуществлять контроль территории на наличие установленного события и в случае обнаружения такого события принимать установленные меры без участия человека.

Технический результат – обеспечение возможности обнаружения определенных событий и последующего принятия установленных мер без участия человека.

Технический результат достигается тем, что

Самоорганизующаяся группа БПЛА, включающая дроны, отличающаяся тем, что группа дронов разделена на подгруппы, выполняющие заданные функции в группе в зависимости от своей роли, а именно

- на первую подгруппу дронов, роль которых заключается в обнаружении события и последующем сигнализировании о событии, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов и передачи сигнала об этом в контроллер, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами, выполненный с возможностью передачи сигнала о наступлении события, модуль навигации, контроллер, средство для хранения и сброса меток, выполненных с возможностью излучать сигналы, причем по меньшей мере одна метка выполнена с возможностью передачи сигнала о наступлении события, причем сигналы о сбросе метки подаются средству для хранения и сброса меток таким образом, чтобы метки сформировали маршрут следования остальных дронов группы;

- на вторую подгруппу дронов, роль которых заключается в осуществлении поиска вышеуказанных дронов или меток, передающих сигнал о событии, для ретрансляции сигнала для всех остальных дронов роя, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, выполненный с возможностью передачи сигнала о наступлении события всем дронам группы и принимать сигналы меток, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания;

- на третью подгруппу дронов, роль которых заключается в транспортировке максимального количества полезной нагрузки для выполнения полетного задания в соответствии с обнаруженным событием, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, модуль навигации, контроллер, средства крепления полезной нагрузки;

- на четвертую подгруппу дронов, содержащих средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, выполненный с возможностью имитировать метку для корректировки маршрута следования группы, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания

Ниже приведен пример осуществления изобретения

Рой (группа) БПЛА (дронов) состоит из дронов, выполняющих различные роли и обладающих для этого необходимыми средствами для обеспечения возможности выполнения задания роем, а также для его самоорганизации и самоуправляемости.

Каждый дрон роя имеет модуль эхолокации, модуль компьютерного зрения, полетный контроллер и модуль навигации и модуль связи.

Модуль компьютерного зрения состоит из соединенных друг с другом камеры/камер и ЭВМ (процессора), способного реализовывать алгоритмы компьютерного зрения, а именно распознавать предварительно заданные объекты в поле зрения камеры. При этом возможно использование различных способов машинного обучения/искусственного интеллекта для улучшения качества распознавания объектов.

Модуль навигации содержит гироскоп и высометр для определения высоты и углов ориентации, а также модуль навигации может содержать компас.

Модуль эхолокации представляет собой любое средство эхолокации, способное определять расстояние до объектов по времени задержки отраженных ими звуковых волн или радиоволн, например ультрозвуковой локатор.

Модуль связи позволяет дронам роя обмениваться информацией посредством радиосвязи. При этом дроны могут образовывать беспроводные самоорганизующиеся сети (другие названия: беспроводные mesh сети, беспроводные динамические радиосети) децентрализованные беспроводные сети, не имеющие постоянной структуры. Радиоустройства объединяются в динамическую децентрализованную сеть. Каждое устройство сети пересылает данные предназначенные другим устройствам. При этом определение того, какому устройству пересылать данные, производится динамически, на основании связности сети.

При этом модуль связи и модуль эхолокации могут быть объединены в модуль радиосвязи (радиомодуль), где в одном корпусе могут быть объединены устройства ble, uwb wifi вычислительные устройства (например процессор). а также микрофон ультразвуковой и генератор частот ультразвуковой. Приемлемость уровня получаемого сигнала определяется полетным заданием.

Полетный контроллер может представлять собой микроконтроллер или другое вычислительное устройство), соединенный с модулем компьютерного зрения, модулем навигации, модулем эхолокации и модулем связи. Также контроллер управляет двигателями дрона и другими элементами, предназначенными для полета (средствами полета), а также навесным оборудованием. В качестве навесного оборудования могут выступать например дальномеры, газоанализаторы, тепловизоры, датчики движения, датчики обьема, датчики света и др. включая автомеханические устройства подьема сброса груза, а также емкости с возможностью сброса содержимого.

Как было сказано ранее радиомодуль принимает и отправляет сигналы, при этом может измерять уровень и направление сигнала, а также реализовывать методы эхолокации (вычислять время возращения волны и соответствующее расстояние). Радиомодуль соединен с полетным контроллером и передает информацию о получении сигнала, о содержании сигнала, об уровне сигнала и направлении сигнала, сведения эхолокации. Модуль компьютерного зрения передает информацию о распознанных обьектах в контроллер, находятся ли такие объекты по направлению движения дрона. Модуль навигации также соединен с контроллером и передает сведения о направлении движения, высоте и др. Контроллер в соответствии с установками полетного задания предает сигналы средствам полета (например для взлета/посадки, начала движения в какую-либо сторону/прекращению движения, изменения направления движения и высоты и др.), радиомудулю, навесному оборудованию (полезной нагрузке) и др.

Как было сказано ранее дроны имеют различные роли в рое, т.е рой делятся на подгруппы, дроны которых выполняют определенные действия в соответствии со своей ролью. Дроны конкретной подгруппы роя имеют как и базовое для всех дронов оборудование, так и необходимое оборудование для выполнения конкретной роли.

В контроллеры дронов загружается полетное задание и карта местности задания. Полетное задание разрабатывается для определенного места, например для конкретной производственной площадки или участка трубопровода и подразумевает набор различных событий, которые могут там случиться. В случае обнаружения события, например аварии, рой сам организовывается адекватно такому событию, т.е. в рой объединяются дроны необходимых ролей. При этом перемещение к событию и соответствующие событию действия осуществляются роем самостоятельно, без внешнего управления.

Для лучшего понимания представим пример, показывающий один из возможных сценариев работы роя.

Рой дронов может применяться для контроля участка трубопровода. Для трубопровода характерны в частности следующие события:

1. Авария, заключающаяся в разрыве трубы и разлива транспортируемой среды, например нефти или других токсичных сред. В таком случае необходимо как можно раньше известить компетентные организации, а также людей поблизости. При этом возможно ликвидировать, локализовать аварию посредством диспергентов, сорбентов, суспензии микробиотов.

2. Повреждение термоизоляции трубопровода. В случае повреждения термоизоляции необходимо ее скорейшее восстановление.

3. Возгорание в районе трубопровода. Пожар может нанести вред трубопроводу, поэтому его следует ликвидировать как можно скорее.

Рой дронов содержит подгруппу дронов, выполняющих роль исследователей (дрон-исследователь). Такие дроны помимо базовой комплектации имеют навесное оборудование для хранения меток, например емкость, выполненную с возможностью выкидывать по одной метке во время полета. Также дрон-исследователь может иметь панорамную камеру или две камеры (одна смотрит вниз для обнаружения события другая по направлению движения)

Метка представляет собой компактное устройство, излучающее радио или световой сигнал. В качестве световой метки может использоваться изделие с лампочкой и батарейкой, или любое другое устройство подающее световые сигналы. Компактные радиометки, широко известные из уровня техники, используются в случае, когда нужно передавать радиосигналы. Выбор вида метки зависит от окружающей среды и диапазона. В больших помещениях это будет uwb и ble радиосигналы, в помещениях с большим количеством железных конструкций это будет световой сигнал, в помещениях с яркими вспышками это будет и радио и световой сигнал (в таком случае метка выполнена с возможностью передавать и радио и световой сигнал или используются две метки). На улице выбор будет зависеть от климатических условий, где невозможен световой сигнал, например рядом с пожаром, будет радиометка. И наоборот, в глубоком карьере радиосигнал будет глушиться, и выгоднее использовать световой сигнал. Также дрон-исследователь несет метки-маркеры (радио или световые), интенсивность и мощность излучения которых отличается от других меток. Такая метка может устанавливаться рядом с местом события.

Дрон-исследователь движется по маршруту полетного задания, загруженного в контроллер, вдоль трубы, оставляя метки через заданные промежутки времени, тем самым помечая ими пройденный маршрут. В модуле компьютерного зрения хранятся сведения о некоторых препятствиях (забор, билборд, линия электоропередач и др.), так что дрон в состоянии распознать препятствие. Если препятствие распознано, то дрон совершает установленные действия по его облету (облетает его сверху или снизу). Если препятствие не распознано дрон поднимается вверх пока напротив него препятствие. Когда дрон поднимается на максимальную высоту он начинает двигаться вправо или влево пока перед ним будет препятствие. При этом во время такого движения дрон может изменять свою высоту. После обхода препятствия дрон возвращается на свой маршрут.

Во время движения дрон ведет наблюдение (визуальный контроль пространства) за трубопроводом через камеру модуля компьютерного зрения, в случае, если в его поле зрения попадает маркер одного из вышеуказанных событий, модуль компьютерного зрения передает сигнал о событии в контроллер. Маркерами события могут быть получаемые камерой изображения. Например, о разливе нефти может свидетельствовать расширяющееся скопление черной жидкости. Повреждение термоизоляции можно инфицировать по выделяемому пару (особенно зимой) или по обнаружении куска трубы неоднородного цвета (обычно труба и слой ее изоляции имеют разные цвета, тогда в случае, например, образования прорех в изоляции буден виден другой цвет, цвет трубы). Возгорание также можно распознать средствами компьютерного зрения. Такие маркеры предварительно внесены в модуль компьютерного зрения и распознаются посредством алгоритмов компьютерного зрения.

После этого дрон переходит в режим оповещения о событии. В зависимости от полетного задания он либо приземляется рядом с целью (как можно ближе) и рассылает в эфир световые или радиосигналы, при этом дрон может рассылать координаты своего местонахождения в системе координат карты, загруженной в контроллер. При этом местоположение цели в такой системе координат может определятся за счет контроля времени работы двигателя и направления движения (начальная точка базирования дрона установлена полетным заданием) и корректироваться посредством обнаружением модулем компьютерного зрения ориентиров (объектов, чьи изображения распознает модуль компьютерного зрения и координаты которых в системе координат заранее дрону известны). Такую систему координат может использовать не только дрон-исследователь, но и другие дроны роя.

либо скидывает метку-маркер и совершает действия, предусмотренные полетным заданием, например, дрон может вернуться на базу или продолжить маршрут. Причем дрон также может окрашивать свою цель, для этого необходимо дополнительные навесные средства окрашивания.

При этом передаваемый сигнал содержит информацию о событии (событие 1 (разлив нефти, см. события выше), 2 или 3). Дроны остальных ролей реагируют на сигнал в соответствии с полетным заданием. Например, если в полетном задании сказано не реагировать на сигнал о первом событии, то дрон будет бездействовать.

Помимо дронов-исследователей в рое присутствует подгруппа дронов-поисковиков. Такие дроны расположены вдоль всего трубопровода. При этом полетные задания дроны-исследователей и расположение дронов-поисковиков согласовано так, чтобы маршрут дрона-исследователя проходил с возможностью коммуникации с по меньшей мере одним дроном-поисковиком, а именно так, чтобы сигнал от дрона-исследователя или метки-маркера, сброшенного с дрона-исследователя, достигал дрона-поисковика.

Дроны –поисковики размещаются согласно своему полетному заданию, используя вышеописанную систему координат.

Дрон-поисковик помимо базовых средств для дронов имеет более мощный модуль связи (в составе радиомодуля) и более мощную батарею в сравнении с базовой (по сути дополнительный источник питания) (или дополнительную батарею), позволяющий передавать сигнал на большее расстояние. Дрон-поисковик находится в режиме ожидания на поверхности, т.е. энергопотребление всех модулей максимально снижено, обеспечивается возможность приема радиосигнала.

В случае если дрон-поисковик получает сигнал от метки-маркера или дрона-исследователя, он выходит из режима ожидания и летит в сторону метки-маркера по меткам, оставленным дроном-исследователем.

Направление движение дрона-поисковика может формироваться следующим образом.

Дрон-исследователь получает сигналы от радиометок и метки-маркера/дрона-исследователя. Так как метки разбрасываются дроном-исследователем через заданное расстояние (контроллер соединенный со средством разбрасывания меток передает сигнал на сброс метки), то одна из оставленных им меток будет ближе к дрону-поисковику и ее сигнал будет мощнее остальных меток. Дрон-поисковик определяет такую метку по уровню сигнала, и движется в сторону источника радиосигнала пока не доходит до точки приемлемого уровня сигнала, заранее установленного в полетном задании. Далее дрон-поисковик определяет направление сигнала метки-маркера/дрона-исследователя и движется в сторону метки направление сигнала которой совпадает с направлением сигнала метки-маркера/дрона-исследователя. Уровень допустимого совпадения устанавливается полетным заданием, и может высчитываться, например, по сопоставлениям углов пеленга первой, второй метки и метки-маркера на дрон-поисковик.

Движение по меткам происходит до точки приемлемого уровня сигнала метки-маркера/дрона-исследователя. Приемлемость сигнала и соответственно и место (место ретрансляции для дрона поисковика) с таким сигналом устанавливается полетным заданием. После этого дрон-поисковик садится (место ретрансляции) и начинает (ре)транслировать сигнал о событии. При этом передаваемый сигнал содержит информацию о событии (событие 1 (разлив нефти, см. события выше), 2 или 3). Дроны остальных ролей реагируют на сигнал в соответствии с полетным заданием. Например, если в полетном задании сказано не реагировать на сигнал о первом событии, то дрон будет бездействовать.

Помимо дронов-исследователей и дронов-поисковиков рой содержит подгруппу дронов-рабочих и дронов-координаторв. Дроны-рабочие имеют базовую комплектацию, и подвеску на которую крепится груз. В раскрываемом примеры дроны-рабочие будут делится на:

- дронов-рабочих А, несущих емкости, с возможностью распыления диспергентов, сорбентов, суспензей микробиотов, для первой ситуации;

- дронов-рабочих Б, несущих емкости, с возможностью распыления термоизолирующей пены для второй ситуации;

- дронов-рабочих В, несущих емкости, с возможностью распыления средства пожаротушения для третей ситуации.

В зависимости от события, дрон-исследователь подает определенный радиосигнал, ретранслируемый дроном-поисковиком остальным дронам. Другие дроны (в том числе другие дроны-поисковики) ретранслируют сигналы так, что через короткое время сигнал получат все дроны на участке трубопровода и на базе, также сигнал передается и операторам.

Необходимые (согласно полетному заданию) дроны-рабочие (например, дроны-рабочие В при возгорании в районе трубопровода) поднимаются в воздух и двигаются в сторону ближайшей метки, далее по ранее описанному способу двигаются вдоль меток в сторону метки-маркера/дрона-исследователя, где при приемлемом уровне сигнала (место исполнения) от метки-маркера/дрона-исследователя, например распыляют средства пожаротушения. Дроны-рабочие двигаются к цели в строю (например, буквой Г). Для выстраивания дроны используют модуль эхолокации для определения расстояния между соседями и модуль связи для коммуникации друг с другом.

При этом дроны-рабочие при непосредственном выполнении задания (согласно полетному заданию для конкретного дрона, например, распыления средства пожаротушения в случае пожара) могут размещаться на оптимальном расстоянии друг от друга для максимального покрытия площади поверхности или выполнять различные построения для наиболее эффективного распыления. Например, в случае пожара дроны начинают бомбить цель средствами пожаротушения пока изображение цели не изменится.

Дроны-координаторы расположены вместе с дронами-рабочими. Дроны-координаторы за счет отсутствия груза имеют наиболее энергоемкую батарею (по сути дополнительный источник питания). Дроны-координаторы летят к цели в строю вместе с дронами-рабочими.

Если рой натыкается на препятствие и распознает его, то дроны совершают заданные действия по его облету. Если препятствие не распознано строй роя поднимается вверх пока напротив него препятствие. В случае если будет достигнута максимально допустимая высота дроны-рабочие садятся и переходят в режим ожидания. В это время дроны-координаторы начинают двигаться вправо или влево пока перед ними будет препятствие. В процессе такого движения дроны-координаторы могут изменять свою высоту. Когда какой-либо дрон-координатор облетит препятствие, он приземляется и рассылает в эфир световые сигналы или радиосигналы, таким образом что становится дополнительной меткой, при этом параметры таких сигналов отличаются от параметров сигналов других меток. Принявшие сигнал дроны-рабочие выходят из режима ожидания, ретранслируют сигнал если это предусмотрено полетным заданием, взлетают и двигаются в сторону излучающего сигнал дрона-координатора. Другие дроны-координаторы при получении сигнала прекращают поиск и также направляются к дополнительной метке. Полетным заданием может быть предусмотрено ожидание дронами-рабочими дронов-координаторов для формирования единого строя. При этом в полетном задании дронов может быть предусмотрена, что такая дополнительная метка является приоритетной и нужно двигаться к ней пока уровень сигнала не станет приемлемым, после этого дополнительная метка перестает быть приоритетной и дроны начинают движение к следующей метке обычным образом.

В случае потери сигнала следующей метки и нарушение таким образом нарушения маршрута, дроны-рабочие садятся и переходят в режим ожидания, а дроны-координаторы двигаются в сторону направления сигнала цели (метки-маркера/дрона-исследователя), дроны-координаторы могут лететь строем (например линией) позволяющей охватить наибольшую площадь, пока один из них не поймает сигнал следующей метки, после этого дрон садится становится дополнительной меткой. Туда направляются дроны-рабочие и дроны-координаторы.

Помимо вышеуказанных в рое могут присутствовать дроны дополнительных ролей, такие как

Дрон – страж, размешается над определённой точкой пространства осуществляет постоянный мониторинг ситуации на наличие \ отсутствие контрольного явления\объекта. Имеет дополнительную батарею.

Дрон-красотка максимально привлекает к себе внимание, например для привлечения внимания в случае обнаружения критического явления (в полетном задании указывается что является критическим явлением, например при пожаре или разливе нефти) . В данной роли дрон максимально сильно загружает эфир и видео пространство различными знаками и световымисигналами для привлечения внимания. Например в случае оповещение об аварии. Дрон дополнительно содержит средства сигнализации (сирену, мигалки и др.) и дополнительный источник питания. То на каком расстоянии и каким образом (в каких координатах) дроны-красотки выстраиваются вокруг места события (координат места события) определяется полетным заданием.

Дрон -охотник, дрон производит взаимодействия с неизвестным БПЛА или другим аппаратом, препятствующем выполнению полетного задания роем. Помимо базовой комплектации дрон содержит средства взаимодействия с дроном, например распылитель огневой смеси. Координаты чужака передаются обнаружившим его дроном.

При этом использование роя не ограничено только контролем и обнаружением событий на участке трубопровода, с таким же успехом рой может использоваться для контроля складов, группы складов, территорий заводов и других производственных площадок.

Похожие патенты RU2805431C1

название год авторы номер документа
Система автоматической дозаправки беспилотного летательного аппарата 2020
  • Тельных Александр Александрович
  • Стасенко Сергей Викторович
  • Нуйдель Ирина Владимировна
  • Шемагина Ольга Владимировна
RU2757400C1
СПОСОБ И СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДРОНОМ 2018
  • Петров Владислав Иванович
  • Соколовская Мария Владиславовна
RU2714977C1
СПОСОБ ТОЧНОЙ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2016
  • Гамаюнов Александр Русланович
  • Герасимов Павел Константинович
  • Егоров Дмитрий Александрович
  • Притоцкий Егор Михайлович
  • Ходак Мария Сергеевна
RU2615587C9
Автономный беспилотный летательный аппарат для доставки малокалиберных боеприпасов до цели 2023
  • Диренко Дмитрий Юрьевич
  • Пинюгин Александр Вячеславович
  • Кузнецов Дмитрий Олегович
  • Тарасов Павел Александрович
  • Малофеев Дмитрий Анатольевич
  • Окоча Дмитрий Леонидович
  • Головкин Василий Вадимович
RU2826931C1
Способ точной посадки беспилотного летательного аппарата и устройство для реализации способа 2021
  • Гайнутдинова Татьяна Юрьевна
  • Гайнутдинов Владимир Григорьевич
  • Латыпов Руслан Рустемович
  • Мухаметзянов Фаиль Фанилевич
RU2773978C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 2017
  • Пэн, Бинь
  • Гуань, Уле
RU2719605C1
СПОСОБ БЕЗАВАРИЙНОЙ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2019
  • Акуличев Виталий Олегович
  • Бредихин Александр Сергеевич
  • Кононенко Дмитрий Вадимович
  • Рыбников Дмитрий Алексеевич
  • Агамалян Владимир Анатольевич
RU2727044C1
БПЛА И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ АЭРОФОТОСЪЕМКИ 2022
  • Девитт Дмитрий Владимирович
  • Вишневский Марк Романович
RU2798604C1
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОРТОФОТОПЛАНА 2022
  • Девитт Дмитрий Владимирович
  • Вишневский Марк Романович
RU2796697C1
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ КРИОГЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 2023
  • Солдатов Евгений Сергеевич
RU2812373C1

Реферат патента 2023 года Самоорганизующийся и самоуправляемый рой БПЛА и способ контроля территории на наличие установленного события посредством такого роя

Группа изобретений относится к самоорганизующейся группе БПЛА и способу контроля территории на наличие установленного события посредством группы БПЛА. Группа БПЛА содержит четыре подгруппы БПЛА, каждая из которых включает дроны, выполняющие заданные функции в группе в зависимости от своей роли. Каждый дрон из группы содержит средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов и передачи сигнала об этом в контроллер, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами, модуль навигации, контроллер, средство для хранения и сброса меток, выполненных с возможностью излучать сигналы, при этом дроны второй и четвертой подгруппы содержат дополнительный источник питания, а дроны третьей – средства крепления полезной нагрузки. Для контроля территории производят взлет и движение дрона из первой подгруппы согласно маршруту полетного задания, осуществляют сброс меток для формирования маршрута следования остальных дронов. В случае получения сигнала о событии от дрона из первой подгруппы производят взлет и движение дронов из второй подгруппы в сторону места события, а также из третьей и четвертой подгруппы, при этом вторая подгруппа предназначена для ретрансляции сигнала всем остальным членам группы, третья подгруппа - для транспортирования полезной нагрузки, четвертая – для корректировки маршрута в случае необходимости. Обеспечивается возможность обнаружения определенных событий без участия человека. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 805 431 C1

1. Самоорганизующаяся группа БПЛА, включающая дроны, отличающаяся тем, что группа дронов разделена на подгруппы, выполняющие заданные функции в группе в зависимости от своей роли, а именно

- на первую подгруппу дронов, роль которых заключается в обнаружении события и последующем сигнализировании о событии, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов и передачи сигнала об этом в контроллер, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами, выполненный с возможностью передачи сигнала о наступлении события, модуль навигации, контроллер, средство для хранения и сброса меток, выполненных с возможностью излучать сигналы, причем по меньшей мере одна метка выполнена с возможностью передачи сигнала о наступлении события, причем сигналы о сбросе метки подаются средству для хранения и сброса меток таким образом, чтобы метки сформировали маршрут следования остальных дронов группы;

- на вторую подгруппу дронов, роль которых заключается в осуществлении поиска вышеуказанных дронов или меток, передающих сигнал о событии, для ретрансляции сигнала для всех остальных дронов роя, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, выполненный с возможностью передачи сигнала о наступлении события всем дронам группы и принимать сигналы меток, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания;

- на третью подгруппу дронов, роль которых заключается в транспортировке максимального количества полезной нагрузки для выполнения полетного задания в соответствии с обнаруженным событием, причем дроны данной подгруппы содержат средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, модуль навигации, контроллер, средства крепления полезной нагрузки;

- на четвертую подгруппу дронов, содержащих средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, выполненный с возможностью имитировать метку для корректировки маршрута следования группы, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания.

2. Самоорганизующаяся группа по п.1, отличающаяся тем, что группа дополнительно содержит подгруппу дронов, содержащих средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания, средства сигнализации.

3. Самоорганизующаяся группа по пп.1, 2, отличающаяся тем, что группа дополнительно содержит подгруппу дронов, содержащих средства полета, модуль компьютерного зрения, включающий по меньшей мере одну камеру и выполненный с возможностью распознавать конечное количество событий и объектов, радиомодуль для обмена сигналами с другими дронами и/или получения сигналов метки, модуль навигации, контроллер, дополнительный источник питания, средства взаимодействия с дронами, не принадлежащими группе.

4. Самоорганизующаяся группа по пп.1-3, отличающаяся тем, что метка является радиометкой.

5. Самоорганизующаяся группа по пп.1-3, отличающаяся тем, что метка является световой меткой.

6. Самоорганизующаяся группа по пп.1-3, отличающаяся тем, что модуль компьютерного зрения распознает конечное количество событий и объектов, используя технологию искусственного интеллекта.

7. Способ контроля территории на наличие установленного события посредством группы БПЛА по п.1, включающий следующие этапы;

- взлет и движение дрона из первой подгруппы дронов согласно маршруту полетного задания, причем контроллер дрона, в который загружено полетное задание, выполнен с возможностью передачи сигналов средствам полета для взлета и движения по маршруту, передачи сигналов о сбросе метки средству для хранения и сброса меток таким образом, чтобы метки сформировали маршрут следования остальных дронов группы, причем контроллер также выполнен с возможностью в случае получения сигнала из модуля компьютерного зрения об обнаружении события подать сигнал в радиомодуль для передачи сигнала о наступлении события;

- взлет и движение дрона из второй подгруппы дронов в сторону места события по маршруту, образованному метками, в случае, если радиомодуль получил сигнал о событии, причем радиомодуль передает соответствующие сигналы о событии и ближайшей метке в контроллер, выполненный с возможностью передачи сигналов средствам полета для взлета и движения, причем по достижению места ретрансляции радиомодуль дрона передает сигнал о наступлении события всем дронам группы;

- взлет и движение дронов из третей и четвертой подгруппы дронов в сторону места события по маршруту, образованному метками, в случае, если радиомодуль таких дронов получил сигнал о событии, причем в случае необходимости корректировки маршрута дроны четвертой группы, выполнены с возможностью нахождения безопасного маршрута до ближайшей работоспособной метки маршрута в сторону места события и соответствующей корректировки маршрута дронов из третей и четвертой подгруппы дронов путем имитирования метки маршрута;

- по достижению места исполнения контроллеры дронов третьей подгруппы дронов подают сигналы средствам крепления полезной нагрузки во исполнение полетного задания для каждого дрона, загруженного в контроллеры дронов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2805431C1

Муслимов Т.З
МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ САМОЛЕТНОГО ТИПА
Способ гальванического снятия позолоты с серебряных изделий без заметного изменения их формы 1923
  • Бердников М.И.
SU12A1
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ ПОЛЕТНЫХ ЗАДАНИЙ ГРУППЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 2021
  • Сухомлинов Дмитрий Владимирович
  • Полховцев Юрий Васильевич
  • Епишин Константин Валерьевич
  • Касьян Андрей Иванович
  • Медведь Марина Юрьевна
RU2773453C1
Способ автоматического группового целераспределения беспилотных летательных аппаратов и система для его реализации 2022
  • Воронов Евгений Михайлович
  • Репкин Алексей Леонидович
  • Сычёв Станислав Игоревич
  • Хамаев Николай Владимирович
RU2781881C1

RU 2 805 431 C1

Авторы

Фомичев Андрей Александрович

Сидоров Алексей Александрович

Даты

2023-10-16Публикация

2022-12-30Подача