Batalla Digital: Una Arquitectura de Simulación Distribuida de Tres Capas para la Colaboración de Sistemas de Robots Heterogéneos
Autores: Gao, Jialong; Liu, Quan; Chen, Hao; Deng, Hanqiang; Zhang, Lun; Sun, Lei; Huang, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Batalla Digital: Una Arquitectura de Simulación Distribuida de Tres Capas para la Colaboración de Sistemas de Robots Heterogéneos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Arquitectura de red de simulación distribuida propuesta
Escenarios virtuales
Sistemas multirrobot
Escenarios experimentales
Estimación de ancho de banda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, proponemos una arquitectura de red de simulación distribuida de tres capas, que consiste en una red de simulación virtual distribuida, una subred de percepción y control, y una red de servicio de comunicación cooperativa. La arquitectura de simulación se ejecuta en una plataforma distribuida, que puede proporcionar escenarios virtuales únicos y múltiples servicios de simulación para la verificación de algoritmos básicos de percepción, control y planificación de un sistema de robot único y puede verificar los algoritmos de colaboración distribuida de sistemas multirrobot heterogéneos. Además, diseñamos escenarios experimentales de simulación para sistemas robóticos heterogéneos clásicos, como vehículos aéreos no tripulados (VANT) y vehículos terrestres no tripulados (VGT). A través del análisis de los datos de medición experimental, llegamos a varias conclusiones importantes: en primer lugar, las características del tiempo de replicación y la frecuencia de actualización de la sincronización de entidades en nuestro sistema indican que el tiempo de replicación de la sincronización de entidades en nuestro sistema es relativamente corto, y la frecuencia de actualización puede satisfacer las necesidades de colaboración multirrobot y garantizar el uso en tiempo real y la precisión del sistema; en segundo lugar, analizamos el uso de ancho de banda de los tramas de datos en toda la sesión y observamos que el lado del servidor ocupa casi la mitad del rendimiento de datos durante toda la sesión, lo que indica que la asignación y utilización de la transmisión de datos en nuestro sistema es razonable; y finalmente, construimos un modelo de superficie de estimación de ancho de banda para estimar los requisitos de ancho de banda del modelo actual al escalar la escala del lado del servidor y la escala del estado de sincronización, lo que proporciona una referencia importante para una mejor planificación y optimización de la asignación de recursos y el rendimiento del sistema. Basado en este marco de simulación distribuida, la investigación futura mejorará los detalles técnicos clave, incluyendo la refinación del método de actualización del modelo dinámico del objeto de acoplamiento para apoyar la teoría de simulación de la relación de acoplamiento entre los objetos del sistema, el estudio del impacto de la consistencia espaciotemporal de los sistemas distribuidos en el control y la toma de decisiones multirrobot, y la investigación en profundidad sobre el impacto de los marcos de colaboración combinados con sistemas multirrobot para tareas específicas.
Descripción
En este artículo, proponemos una arquitectura de red de simulación distribuida de tres capas, que consiste en una red de simulación virtual distribuida, una subred de percepción y control, y una red de servicio de comunicación cooperativa. La arquitectura de simulación se ejecuta en una plataforma distribuida, que puede proporcionar escenarios virtuales únicos y múltiples servicios de simulación para la verificación de algoritmos básicos de percepción, control y planificación de un sistema de robot único y puede verificar los algoritmos de colaboración distribuida de sistemas multirrobot heterogéneos. Además, diseñamos escenarios experimentales de simulación para sistemas robóticos heterogéneos clásicos, como vehículos aéreos no tripulados (VANT) y vehículos terrestres no tripulados (VGT). A través del análisis de los datos de medición experimental, llegamos a varias conclusiones importantes: en primer lugar, las características del tiempo de replicación y la frecuencia de actualización de la sincronización de entidades en nuestro sistema indican que el tiempo de replicación de la sincronización de entidades en nuestro sistema es relativamente corto, y la frecuencia de actualización puede satisfacer las necesidades de colaboración multirrobot y garantizar el uso en tiempo real y la precisión del sistema; en segundo lugar, analizamos el uso de ancho de banda de los tramas de datos en toda la sesión y observamos que el lado del servidor ocupa casi la mitad del rendimiento de datos durante toda la sesión, lo que indica que la asignación y utilización de la transmisión de datos en nuestro sistema es razonable; y finalmente, construimos un modelo de superficie de estimación de ancho de banda para estimar los requisitos de ancho de banda del modelo actual al escalar la escala del lado del servidor y la escala del estado de sincronización, lo que proporciona una referencia importante para una mejor planificación y optimización de la asignación de recursos y el rendimiento del sistema. Basado en este marco de simulación distribuida, la investigación futura mejorará los detalles técnicos clave, incluyendo la refinación del método de actualización del modelo dinámico del objeto de acoplamiento para apoyar la teoría de simulación de la relación de acoplamiento entre los objetos del sistema, el estudio del impacto de la consistencia espaciotemporal de los sistemas distribuidos en el control y la toma de decisiones multirrobot, y la investigación en profundidad sobre el impacto de los marcos de colaboración combinados con sistemas multirrobot para tareas específicas.