Algoritmos de Entropía Cruzada Totalmente Adaptativos y Ajustables para la Asignación de Tareas de Múltiples UAVs
Autores: Wang, Kehao; Zhang, Xun; Qiao, Xuyang; Li, Xiaobai; Cheng, Wei; Cong, Yirui; Liu, Kezhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmos de Entropía Cruzada Totalmente Adaptativos y Ajustables para la Asignación de Tareas de Múltiples UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Investiga
Vehículo aéreo no tripulado
Problema de asignación de tareas cooperativas
Clasificación
Ataque
Verificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga el problema de asignación de tareas cooperativas de múltiples vehículos aéreos no tripulados (multi-UAV). Específicamente, asignamos diferentes tipos de UAV para llevar a cabo las tareas de clasificación, ataque y verificación de objetivos bajo restricciones de recursos, precedencia y tiempo. Debido al acoplamiento complejo entre estas tareas, descomponemos el problema considerado en dos subproblemas: uno con tareas continuas e independientes y otro con tareas continuas y correlacionadas. Para resolverlos, primero presentamos un algoritmo de entropía cruzada ajustable y totalmente adaptativo (AFACE) basado en el método de entropía cruzada (CE), que sirve como un trampolín para desarrollar otros algoritmos. En segundo lugar, para superar la precedencia de tareas en el primer subproblema, proponemos un algoritmo AFACE mutuamente independiente (MIAFACE), que converge más rápido que el método CE al obtener los vectores de esquema óptimos de estas tareas continuas e independientes. En tercer lugar, para abordar el acoplamiento de tareas en el segundo subproblema, presentamos un algoritmo AFACE mutuamente correlacionado (MCAFACE) para encontrar los vectores de esquema óptimos de estas tareas continuas y correlacionadas, mientras que su complejidad computacional es inferior a la del algoritmo MIAFACE. Finalmente, las simulaciones numéricas demuestran que el algoritmo propuesto MIAFACE (MCAFACE, respectivamente) consume menos tiempo que los algoritmos existentes para el problema de asignación de tareas continuas e independientes (correlacionadas, respectivamente).
Descripción
Este documento investiga el problema de asignación de tareas cooperativas de múltiples vehículos aéreos no tripulados (multi-UAV). Específicamente, asignamos diferentes tipos de UAV para llevar a cabo las tareas de clasificación, ataque y verificación de objetivos bajo restricciones de recursos, precedencia y tiempo. Debido al acoplamiento complejo entre estas tareas, descomponemos el problema considerado en dos subproblemas: uno con tareas continuas e independientes y otro con tareas continuas y correlacionadas. Para resolverlos, primero presentamos un algoritmo de entropía cruzada ajustable y totalmente adaptativo (AFACE) basado en el método de entropía cruzada (CE), que sirve como un trampolín para desarrollar otros algoritmos. En segundo lugar, para superar la precedencia de tareas en el primer subproblema, proponemos un algoritmo AFACE mutuamente independiente (MIAFACE), que converge más rápido que el método CE al obtener los vectores de esquema óptimos de estas tareas continuas e independientes. En tercer lugar, para abordar el acoplamiento de tareas en el segundo subproblema, presentamos un algoritmo AFACE mutuamente correlacionado (MCAFACE) para encontrar los vectores de esquema óptimos de estas tareas continuas y correlacionadas, mientras que su complejidad computacional es inferior a la del algoritmo MIAFACE. Finalmente, las simulaciones numéricas demuestran que el algoritmo propuesto MIAFACE (MCAFACE, respectivamente) consume menos tiempo que los algoritmos existentes para el problema de asignación de tareas continuas e independientes (correlacionadas, respectivamente).