ВСЕБІЧНИЙ ОГЛЯД МЕТОДІВ НАВІГАЦІЇ БПЛА НА БАЗІ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ

DOI 10.31673/2412-4338.2025.024074

Анотація

Анотація: Ця стаття досліджує сучасні підходи на основі штучного інтелекту (ШІ) для автономної навігації безпілотних літальних апаратів (БПЛА), заглиблюючись в еволюцію, методології та нові тенденції, які визначають цю динамічну галузь. Вона пропонує всебічний огляд передових методів навігації БПЛА, класифікуючи їх на два основні напрями: методи, засновані на оптимізації, та методи, засновані на навчанні. Стаття починається з історичного огляду, що висвітлює ключові віхи та технологічні прориви — від ранніх детермінованих алгоритмів, що працюють за заданими правилами, до сучасних систем, керованих ШІ, — закладаючи основу для розуміння сучасних підходів.

У статті розглядаються методи, засновані на оптимізації, включаючи як класичні, так і сучасні техніки, зокрема алгоритми Дейкстри, A*, PSO, ACO, DE, SA, GA, GWO та PIO. Детально описано їхні основні принципи, механізми роботи та нещодавні модифікації, що застосовуються для вирішення конкретних навігаційних завдань. Також проведено класифікацію методів, заснованих на навчанні, з аналізом алгоритмів RL, DRL, A3C та DL із акцентом на запропоновані стратегії, їхні переваги та цілі.

Як результат, ця стаття пропонує всебічний аналіз існуючих методів навігації, описуючи їхні особливості, недоліки та обчислювальну складність. Хоча навігація, керована штучним інтелектом, може вимагати значних обчислювальних ресурсів, суттєві покращення в гнучкості та загальній продуктивності підвищують стійкість БПЛА у складних, динамічних умовах. Ці висновки надають цінну інформацію для дослідників і розробників, допомагаючи їм обирати найбільш відповідний підхід для своєї роботи. Окрему увагу приділено перспективності гібридних стратегій, що поєднують детерміновану надійність оптимізаційних методів із адаптивністю методів, заснованих на навчанні.

На завершення, огляд визначає актуальні проблеми досліджень — такі як необхідність удосконалення обробки великих даних, збільшення обчислювальної потужності, підвищення енергоефективності та покращення обробки збоїв — та окреслює напрямки майбутніх досліджень, спрямованих на прискорення розвитку автономної навігації БПЛА. Ці висновки надають чіткі орієнтири для подальших досліджень, спрямованих на розробку більш стійких, масштабованих та ефективних систем навігації БПЛА.

Ключові слова: навігація, штучний інтелект, безпілотні літальні апарати, БПЛА, планування шляху, автономна навігація, планування траєкторії, уникнення перешкод.