Пути разработки высокоманевренных мультироторных летательных аппаратов для нужд агропромышленного комплекса
Ключевые слова:
мультироторный летательный аппарат, агропромышленный комплекс, высокоманевренные БПЛА, конвертоплан, адаптивное управление, реконфигурируемая аэродинамическая конструкцияАннотация
Интенсификация агропромышленного производства требует внедрения адаптивных и маневренных летательных аппаратов, способных в автономном режиме выполнять различные технологические операции. В настоящем исследовании анализируются перспективы разработки и применения мультироторных летательных аппаратов с реконфигурируемой аэродинамической схемой для задач осмотра сельскохозяйственных территорий, прецизионной обработки растений и мониторинга выпаса скота на пастбищах. Дается схема аппаратного и информационно-управляющего обеспечения летательного аппарата повышенной маневренности для нужд агропромышленного комплекса. Рассмотрена взаимосвязь научных методов для комплексного моделирования подобных систем. Предложены критерии оценки эффективности высокоманевренного летательного аппарата для ключевых сельскохозяйственных задач.
Библиографические ссылки
J. Peksa, D. Mamchur, “UAV capabilities and technology trends in modern agriculture: a state-of-the-art review,” Agronomy, vol. 14, pp. 370-375, 2024.
A. GreenField, M. Rodriguez, “Economic viability of UAV fleets for large-scale farm monitoring,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 194, pp. 106770-106781, 2023.
G.B. Thompson, H. Davis, “Hybrid VTOL drones: bridging the gap between speed and precision in crop scouting,” Precision Agriculture, vol. 25, pp. 210-229, 2024.
E. Abouselima, “Design, manufacturing and position control of a quadrotor helicopter,” Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 57, pp. 45- 59, 2016.
K. Kakaes, F. Greenwood, M. Lippincot, “Drones and aerial observation: new technologies for property rights, human rights, and global development a primer,” New America, vol. 10, pp. 115-123, 2015.
ГОСТ Р 58888-2020. Воздушные суда беспилотные гражданские. Термины и определения.
ГОСТ Р 60.6.0.1-2021. Робототехника. Сервисные мобильные роботы. Уровни автономности.
А.А. Иванов, С.В. Петренко, “Правовое регулирование применения БПЛА в сельском хозяйстве: проблемы и перспективы,” Право и экономика, № 2, С. 45-53, 2024.
S. Lee, J. Kim, H. Park, “Aerodynamic performance and transition control of a folding-wing VTOL UAV (Transwing),” Journal of Aircraft, vol. 61, pp. 156-170, 2024.
C.A. Miller, D.J. Wilson, “Environmental uncertainty modeling for robust agricultural UAV operations,” Transactions of the ASABE. vol. 66, pp. 741-752, 2023.
B. Anderson, R. Clark, “Design and field testing of a reconfigurable quadplane UAV for orchard inspection,” Drones, vol. 8, pp. 11-15, 2024.
Y. Zhang, L. Wang, Z. Liu, “A Framework for digital twin-based simulation and optimization of UAV operations in smart farming,” IEEE Internet of Things Journal, vol. 11, pp. 4567-4580, 2024.
J.T. Smith, A.R. Brown, “Modular Payload Systems for Versatile Agricultural UAV Operations,” Drones, vol. 8, pp. 40-48, 2024.
B. Stray, A. Lamb, A. Kaushik, “Quantum sensors for high-precision inertial navigation in GNSS-denied environments,” Nature Reviews Physics, vol. 5, pp. 712-733, 2023.
J.M. Santos, D. Portugal, R.P. Rocha, “An evaluation of ROS-enabled SLAM algorithms for GPS-denied orchard navigation,” Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 108, pp. 59- 65, 2023.
H.K. Khalil, “Robust control of VTOL UAVs subject to wind disturbances and payload variations,” Automatica, vol. 159, pp. 111429-111432, 2024.
R. Martinez, P.J. Herrera, G. Lopez, “Fuzzy logic wind gust rejection controller for quadrotors in precision agriculture applications,” Applied Soft Computing, vol. 142, pp. 110365-110372, 2023.
F. Paredes-Valles, J. Hagenaars, J. Dupeyroux, S. Stroobants, Y. Xu and G. Croon de, “Fully neuromorphic vision and control for autonomous drone flight,” arXiv:2303.08778, pp. 1-18, 2023
R.A. White, B.D. Green, “High-Resolution digital terrain models for UAV path planning and simulation in agricultural landscapes,” remote sensing, vol. 15, pp. 4556-4563, 2023.
E.G. Wilson, L.F. Thompson, “CFD simulation of wind effects on VTOL UAVs in typical farmland environments,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 244, pp. 105565-105572, 2024.
H.D. Nguyen, R. Patel, V. Kumar, “Energy consumption models and optimization strategies for agricultural UAVs,” IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 73, pp. 1982-1995, 2024.
P. Davis, M. Roberts, “Modeling wind and obstacle interactions in orchards for UAV flight simulation,” Biosystems Engineering, vol. 234, pp. 178-192, 2023.
M. Brown, K. Davis, “Energy efficiency analysis of hybrid VTOL vs. multirotor drones for long-range agricultural missions,” International Journal of Sustainable Aviation, vol. 9, pp. 289-305, 2023.
M. Rossi, R. Passama, A. Crosnier, “Simulation of LiDAR-based perception for UAV navigation in dense orchards using Gazebo,” Robotics, vol. 12, pp. 156-163, 2023.
N. Koenig, A. Howard, “Design and use paradigms for Gazebo, an open-source multi-robot simulator,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), vol. 3, pp. 2149-2154, 2023.
M. Green, T. Roberts, “Simulation-based performance comparison of hybrid VTOL and multirotor UAVs for farm surveillance,” Journal of Unmanned Vehicle Systems, vol. 12, pp. 1-15, 2024.
Д.В. Кутузов, А.В. Осовский, О.В. Стукач, “Модель генерации и обработки трафика IoT параллельными коммутационными системами,” Вестник СибГУТИ, № 4, С. 78-87, 2019.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Системная инженерия и инфокоммуникации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.