Abstract
<jats:p>Наразі стрімкого поширення набуває застосування безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у складних умовах експлуатації, що потребує від алгоритмів наведення підвищених надійності та точності, особливо на термінальному етапі польоту. За умов обмеженої навігаційної інформації, змінного освітлення та можливої деградації супутникових навігаційних систем традиційні методи наведення, що ґрунтуються виключно на інерціальних або глобальних даних навігаційних супутникових систем, виявляються недостатньо ефективними. Перспективною альтернативою є поєднання методів візуального наведення та технологій машинного навчання, однак їхня ефективність значною мірою залежить від наявності репрезентативних навчальних і валідаційних даних. У статті представлено підхід до побудови та використання симуляційного середовища для валідації алгоритмів термінального візуального наведення БПЛА. Запропонований підхід продемонстровано на прикладі об’єкта промислової інфраструктури — нафтопереробного заводу, який характеризується складною геометрією та наявністю великомасштабних конструкцій і є типовим складним об’єктом для задач наведення. Симуляційне середовище реалізовано на основі платформи Microsoft AirSim з інтегрованим ігровим рушієм Unreal Engine, що забезпечує високоточне моделювання динаміки польоту БПЛА, роботи бортових сенсорів і фотореалістичних візуальних сцен. Розроблено спеціалізовану віртуальну сцену промислової інфраструктури для генерації синтетичних зображень за різних умов спостереження, зокрема у разі зміни висоти, кутів огляду, освітлення та часткових оклюзій. Згенеровані дані автоматично анотовано та застосовано для навчання й валідації моделей детекції об’єктів на основі архітектури YOLO. Окрім цього, запропоновано алгоритм термінального наведення для інтеграції результатів візуальної локалізації цілі із замкненим контуром керування з огляду на нормалізовані похибки у просторі зображення та ПІД-регулювання. Результати симуляційних експериментів підтверджують стабільність детекції, надійність візуального відстеження та можливість роботи алгоритму в режимі реального часу. Отримані результати свідчать про доцільність застосування фотореалістичних симуляційних середовищ для валідації алгоритмів візуального термінального наведення та зменшення потреби у дорогих і ризикованих натурних експериментах, а також закладають підґрунтя для подальших досліджень автономних систем наведення БПЛА.</jats:p>