تشهد صناعة الطائرات المسيّرة (UAVs) تحولاً كبيراً بتقديم إطار تحكم موحد يُعزز كفاءة تتبع الأهداف. تتبنى هذه الدراسة الجديدة طائرات ذات أجنحة ثابتة مزودة بكاميرا دوارة (Pan-Tilt Camera) وتغطي جميع مراحل المهمة، بدءًا من الكشف عن الهدف وصولًا إلى التوجيه الدقيق في النهاية.

تتضمن الخطة المقترحة ثلاث مراحل رئيسية: مرحلة الاستحواذ البصري على الهدف، مرحلة التتبع باستخدام التحكم غير الخطي القائم على النمذجة (NMPC)، ومرحلة التوجيه النهائي. خلال مرحلة التتبع، يتم دمج الكشوف البصرية المستندة إلى نموذج YOLO مع القياسات الحركية باستخدام مرشح كالمان غير المصفى (UKF) لضمان تقدير دقيق لحالة الهدف، حتى في ظل ديناميات غير معروفة.

لحماية الاتصال البصري وتقليل مشكلات التداخل، تم تقديم استراتيجية تحكم غير خطية متقدمة تأخذ بعين الاعتبار موانع التحكم (Control Barrier Functions - CBFs) لمنع الحجب الذاتي للطائرة بشكل فعّال، وهو عائق شائع في تتبع الطائرات ذات الأجنحة الثابتة.

عند تحقيق شروط التوجيه النهائي، ينتقل النظام بسلاسة إلى قانون توجيه مبني على تقنيات الملاحة النسبية المتحيزة (Biased Proportional Navigation Guidance - BPNG)، مما يضمن اتباع زوايا تأثير دقيقة. ولقد أظهرت المحاكاة عالية الدقة أن هذا الإطار يحقق تتبعًا مستقراً ودقيقًا، مع الالتزام التام بحدود دينامية الطائرة وقيود مجال رؤية الكاميرا.

تُظهر هذه الابتكارات كيف يمكن أن تغير التقنيات الحديثة أساليب التتبع في الفضاء الجوي، مما يفتح آفاقًا جديدة للتطبيقات في مجالات متعددة.