Аналіз сучасних підходів до групового керування автономними безпілотними літальними апаратами

DOI: 10.31673/2412-9070.2023.053846

Анотація

Для забезпечення координації та ефективної взаємодії між групами автономних мобільних роботів існує кілька підходів, які можуть бути використані для досягнення спільної мети і розв’язання завдань в автономних системах та робототехніці. Ці підходи охоплюють метод, який базується на основному полі та «лідер-ведений», а також поведінковий підхід і стратегію на основі консенсусу. Кожен із цих методів має свої характеристики та переваги, і вони можуть бути використані залежно від конкретних умов та завдань у контексті автономних систем та мобільних роботів. Підхід на основі основного поля та «лідера-веденого» обґрунтовується на імітації руху частинок у потенційному полі, де один із роботів може виступати як «лідер», а інші прямують за ним. Цей метод забезпечує рух у напрямку до заданої цілі та дає змогу уникнути завад на шляху проходження відстаней та напрямків. Поведінковий підхід передбачає використання набору правил та алгоритмів, які починають поведінку кожного в групі. Кожен робот має власні «повідінкові» правила, застосовні для реагування на конкретні умови. Такий підхід надає гнучкості та адаптивності за різних сценаріїв та ефективності роботи груп, що працюють за різноманітних умов. Підхід на основі консенсусу базується на ідеї досягнення придатності та синхронізації роботів між собою в групі. Роботи обмінюються інформацією та взаємодіють між собою для досягнення загальної узгодженості в їхньому русі та діяльності. Цей метод забезпечує спільну координацію та виконання завдань, які потребують взаємодії між роботами. Вибір конкретного підходу залежить від призначення та вимог завдань, а також з огляду на конкретні умови. Здебільшого комбінація цих методів може бути ефективним вирішенням для розв'язання складних завдань і досягнення максимально ефективної взаємодії між роботами. Усе це сприяє подальшому розвитку автономних систем та забезпечує їхню здатність працювати як об’єднана група в різних сферах, включно з транспортом, логістикою та іншими важливими галузями.

Ключові слова: лідер-ведений; групове керування; безпілотний літальний апарат; нейронні мережі; бази даних; ідентифікація стану; потенційне поле; віртуальні структури.

Список використаної літератури
1. Голембо В. А., Мельніков р. г. Організація роботи групи безпілотних літальних апаратів // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка»: Комп’ютерні системи та мережі. 2018. 905. С. 56–63.
2. Олійник А. О. Неітеративні, еволюційні та мультиагентні методи синтезу нечіткологічних і нейромережних моделей: монографія. 2009.
3. Курейчик В. В., Полупанова О. Є. Еволюційна оптимізація з урахуванням алгоритму колонії бджіл // Вісті Південного федерального ун-ту: Технічні науки. 2009. 101.12. С. 41–46.
4. Романюк В. А., Степаненко Є. О. Модель прийняття рішень по управлінню повітряною мережею: зб. наук. праць: Військ. ін-т телекомунікацій та інформатизації. 2019. 3. С. 84–95.
5. Адаптивне керування автономною групою безпілотних літальних апаратів / К. С. Амелін, Є. І. Антал, В. І. Васильєв, Н. О. Гранічина // Стохастична оптимізація в інформатиці. 2009. 5. С. 157–166.
6. Алмейда М., Хільдманн Г., Солмаз Г. Збір геоматичних даних у режимі реального часу на основі розподіленого рою БПЛА відповідно до динамічно мінливих вимог до роздільної здатності // Міжнародні архіви фотограмметрії, дистанційного зондування та просторової інформації. 2017. 42. С. 5–12.
7. Курейчик В. В., Запоріжець Д. Ю. Ройовий алгоритм у задачах оптимізації // Вісті Південного федерального ун-ту: Технічні науки. 2010. 108.7. С. 28–32.
8. Карпенко О. П., Селіверстов Є. Ю. Огляд методів рою частинок для задачі глобальної оптимізації // Машинобудування та комп’ютерні технології. 2009. 3:2.
9. Карпів В. Е. Моделі соціальної поведінки у груповій робототехніці // Управління великими системами. 2016. 59. С. 165–232.
10. Літаючі самоорганізуючі мережі: зб. наук. праць ВІТІ / В. А. Романюк, Є. О. Степаненко, І. В. Панченко, О. І. Восколович. 2017.
11. Капустян С. Багаторівнева організація колективної взаємодії в групі інтелектуальних роботів. Новий Південний федеральний ун-т: Технічні науки. 2004. № 9. С. 149–158.
12. Інтегро-диференціальні моделі з K-симетричним оператором для керування безпілотними літальними апаратами з використанням вдосконаленого градієнтного методу / Н. Дахно, О. Барабаш, Г. Шевченко [та ін.] // IEEE 6-та міжнародна конференція «Актуальні проблеми розробки безпілотних літальних апаратів. Праці. 19–21 жовтня 2021, Київ, Україна. 2021. С. 61–65.
13. Оптимізація траєкторії польоту безпілотних літальних апаратів на основі алгоритму варіаційної рівності та методу проекції. Продовження / О. Барабаш, Н. Дахно, Г. Шевченко, В. Собчук // IEEE 5-та міжнародна конференція «Актуальні проблеми розвитку безпілотних літальних апаратів». 22-24 жовтня, 2019. Київ, Україна С. 136–139.