Algoritmo de Co-Evolución Basado en la Planificación de Rutas Cooperativas de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados
Autores: Wu, Yan; Nie, Mingtao; Ma, Xiaolei; Guo, Yicong; Liu, Xiaoxiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmo de Co-Evolución Basado en la Planificación de Rutas Cooperativas de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Planificación de rutas cooperativas
Tareas de múltiples UAV
Modelo de optimización
Optimización co-evolutiva
Función de costo
Estrategias de intercambio de información
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV es una tecnología clave para llevar a cabo tareas con múltiples UAV, y su investigación tiene una importante significación práctica. Una ruta cooperativa de múltiples UAV es una combinación de rutas de UAV individuales, por lo que la idea de descomposición del problema es efectiva para abordar la planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV. Con este análisis, se propuso en este documento un algoritmo de planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV basado en optimización co-evolutiva. En primer lugar, al analizar el significado del vuelo cooperativo de múltiples UAV, se presentó el modelo de optimización de la planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV. En segundo lugar, diseñamos la función de costo de múltiples UAV con el método de función de penalización para abordar múltiples restricciones y diseñamos dos estrategias de intercambio de información para tratar la búsqueda de rutas combinadas entre múltiples UAV. Las dos estrategias de intercambio de información se denominaron estrategia de selección de individuos óptimos y estrategia de selección mixta. El nuevo algoritmo de planificación de rutas cooperativas se presentó combinando el diseño anterior y el algoritmo co-evolutivo. Finalmente, el algoritmo propuesto se aplicó a una tarea de encuentro en entornos complejos y se comparó con dos algoritmos evolutivos. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo propuesto puede hacer frente de manera efectiva al problema de planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV en entornos complejos.
Descripción
La planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV es una tecnología clave para llevar a cabo tareas con múltiples UAV, y su investigación tiene una importante significación práctica. Una ruta cooperativa de múltiples UAV es una combinación de rutas de UAV individuales, por lo que la idea de descomposición del problema es efectiva para abordar la planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV. Con este análisis, se propuso en este documento un algoritmo de planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV basado en optimización co-evolutiva. En primer lugar, al analizar el significado del vuelo cooperativo de múltiples UAV, se presentó el modelo de optimización de la planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV. En segundo lugar, diseñamos la función de costo de múltiples UAV con el método de función de penalización para abordar múltiples restricciones y diseñamos dos estrategias de intercambio de información para tratar la búsqueda de rutas combinadas entre múltiples UAV. Las dos estrategias de intercambio de información se denominaron estrategia de selección de individuos óptimos y estrategia de selección mixta. El nuevo algoritmo de planificación de rutas cooperativas se presentó combinando el diseño anterior y el algoritmo co-evolutivo. Finalmente, el algoritmo propuesto se aplicó a una tarea de encuentro en entornos complejos y se comparó con dos algoritmos evolutivos. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo propuesto puede hacer frente de manera efectiva al problema de planificación de rutas cooperativas de múltiples UAV en entornos complejos.