Algoritmo Híbrido APF-PSO para la Formación Dinámica Regional de Enjambres de UAV
Autores: Zuo, Lei; Wang, Ying; Lu, Yu; Gu, Ruiwen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Algoritmo Híbrido APF-PSO para la Formación Dinámica Regional de Enjambres de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Desafíos
Dispersar objetivos aéreos
Algoritmo híbrido
Campo potencial artificial
Optimización por enjambre de partículas
Cobertura protectora
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar los desafíos de dispersar objetivos aéreos como bandadas de aves en aeropuertos civiles y drones que realizan vigilancia a baja altitud en áreas críticas, incluidos puertos y centros de convenciones, este documento propone un algoritmo híbrido de Campo Potencial Artificial-Optimización por Enjambre de Partículas (APF-PSO). La solución propuesta integra la capacidad de evitación de colisiones en tiempo real del método de campo potencial artificial con las características de optimización de red global del algoritmo de enjambre de partículas para maximizar la cobertura protectora. Los resultados de simulación demuestran que el algoritmo híbrido logra un rendimiento óptimo en la dispersión de objetivos aéreos basado en la cobertura protectora bajo restricciones de seguridad, confirmando su rendimiento superior. Las principales innovaciones radican en la implementación de un campo de repulsión dinámica con ganancia exponencial para maniobras de emergencia, la introducción de un módulo de evitación vertical para resolver problemas de bloqueo, y el establecimiento de un nuevo paradigma cooperativo desacoplado para redes de protección aérea escalables.
Descripción
Para abordar los desafíos de dispersar objetivos aéreos como bandadas de aves en aeropuertos civiles y drones que realizan vigilancia a baja altitud en áreas críticas, incluidos puertos y centros de convenciones, este documento propone un algoritmo híbrido de Campo Potencial Artificial-Optimización por Enjambre de Partículas (APF-PSO). La solución propuesta integra la capacidad de evitación de colisiones en tiempo real del método de campo potencial artificial con las características de optimización de red global del algoritmo de enjambre de partículas para maximizar la cobertura protectora. Los resultados de simulación demuestran que el algoritmo híbrido logra un rendimiento óptimo en la dispersión de objetivos aéreos basado en la cobertura protectora bajo restricciones de seguridad, confirmando su rendimiento superior. Las principales innovaciones radican en la implementación de un campo de repulsión dinámica con ganancia exponencial para maniobras de emergencia, la introducción de un módulo de evitación vertical para resolver problemas de bloqueo, y el establecimiento de un nuevo paradigma cooperativo desacoplado para redes de protección aérea escalables.