Análisis de rendimiento de la cobertura de reconocimiento para enjambres de HUAV bajo interferencia de comunicación basado en diferentes arquitecturas
Autores: Fan, Yongjian; Chen, Bing; Zhao, Yunlong; Hu, Feng; Liu, Chunyan; Li, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de rendimiento de la cobertura de reconocimiento para enjambres de HUAV bajo interferencia de comunicación basado en diferentes arquitecturas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Interferencia en la comunicación
Enjambres de HUAV
Misiones de reconocimiento
Misiones de cobertura
Arquitecturas de control
Campo de potencial artificial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En entornos con interferencia de comunicación desconocida, la eficiencia de misión de enjambres de vehículos aéreos no tripulados heterogéneos (HUAV) a menudo se ve afectada por interrupciones de comunicación debido a regiones de fuerte interferencia encontradas al ejecutar misiones de reconocimiento y cobertura. La investigación existente rara vez se ha centrado en la interferencia de comunicación o en las diferencias en las características de HUAV bajo diversas arquitecturas de control; por lo tanto, en este documento exploramos las diferencias de rendimiento entre enjambres de HUAV basados en arquitecturas centralizadas, distribuidas y centralizadas-distribuidas al ejecutar misiones de reconocimiento y cobertura en entornos con interferencia de comunicación desconocida. Primero, se construye un modelo de comunicación en un entorno de interferencia desconocida para reflejar el estado de comunicación en tiempo real del enjambre. Segundo, en respuesta a las limitaciones del algoritmo tradicional de campo potencial artificial (APF) en este entorno, se propone un algoritmo de campo potencial artificial orientado a la cobertura (COAPF). Finalmente, basándonos en el algoritmo COAPF, se lleva a cabo una comparación multidimensional de la eficiencia de finalización de misión de enjambres de HUAV con tres arquitecturas diferentes. Nuestros resultados de simulación indican que la arquitectura distribuida es adecuada para entornos a gran escala con fuerte interferencia, mientras que la arquitectura centralizada-distribuida tiene un mejor rendimiento en entornos a pequeña escala con interferencia débil. Por el contrario, la arquitectura centralizada muestra un mal rendimiento en todos los escenarios de interferencia debido a su falta de capacidades de toma de decisiones.
Descripción
En entornos con interferencia de comunicación desconocida, la eficiencia de misión de enjambres de vehículos aéreos no tripulados heterogéneos (HUAV) a menudo se ve afectada por interrupciones de comunicación debido a regiones de fuerte interferencia encontradas al ejecutar misiones de reconocimiento y cobertura. La investigación existente rara vez se ha centrado en la interferencia de comunicación o en las diferencias en las características de HUAV bajo diversas arquitecturas de control; por lo tanto, en este documento exploramos las diferencias de rendimiento entre enjambres de HUAV basados en arquitecturas centralizadas, distribuidas y centralizadas-distribuidas al ejecutar misiones de reconocimiento y cobertura en entornos con interferencia de comunicación desconocida. Primero, se construye un modelo de comunicación en un entorno de interferencia desconocida para reflejar el estado de comunicación en tiempo real del enjambre. Segundo, en respuesta a las limitaciones del algoritmo tradicional de campo potencial artificial (APF) en este entorno, se propone un algoritmo de campo potencial artificial orientado a la cobertura (COAPF). Finalmente, basándonos en el algoritmo COAPF, se lleva a cabo una comparación multidimensional de la eficiencia de finalización de misión de enjambres de HUAV con tres arquitecturas diferentes. Nuestros resultados de simulación indican que la arquitectura distribuida es adecuada para entornos a gran escala con fuerte interferencia, mientras que la arquitectura centralizada-distribuida tiene un mejor rendimiento en entornos a pequeña escala con interferencia débil. Por el contrario, la arquitectura centralizada muestra un mal rendimiento en todos los escenarios de interferencia debido a su falta de capacidades de toma de decisiones.