Un Método de Asignación Colaborativa Distribuida de Tareas de Reconocimiento y Ataque para UAVs Heterogéneos
Autores: Deng, Hanqiang; Huang, Jian; Liu, Quan; Zhao, Tuo; Zhou, Cong; Gao, Jialong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Método de Asignación Colaborativa Distribuida de Tareas de Reconocimiento y Ataque para UAVs Heterogéneos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Enjambres de UAV
Planificación de tareas
Algoritmo de asignación de tareas distribuido
Misiones de reconocimiento
Misiones de ataque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) están siendo cada vez más utilizados en la exploración del campo de batalla y en ataques a objetivos debido a su alta rentabilidad, pero la planificación de tareas para enjambres de VANT a gran escala es un problema que necesita ser resuelto. Para abordar el problema de alto riesgo causado por la información incompleta sobre el área de combate y la posible coordinación entre objetivos cuando un enjambre heterogéneo de VANT realiza misiones de reconocimiento y ataque, este documento propone un algoritmo de asignación de tareas distribuido. El método prioriza las tareas evaluando la superioridad de las capacidades del enjambre en relación con las tareas para reducir el espacio de búsqueda, utiliza el mecanismo de coordinación temporal y la estrategia de maniobra disuasoria para reducir el riesgo de las misiones de reconocimiento, y emplea el mecanismo de negociación distribuida para asignar tareas de reconocimiento y tareas de ataque coordinadas. Los resultados de la simulación bajo el marco distribuido verifican la efectividad del mecanismo de negociación distribuida, y los experimentos comparativos bajo diferentes estrategias muestran que el mecanismo de coordinación temporal y la estrategia de maniobra disuasoria pueden reducir efectivamente el riesgo de la misión cuando el objetivo es desconocido. La comparación con el algoritmo de optimización global centralizado verifica la eficiencia y efectividad del método propuesto cuando se aplica a enjambres de VANT a gran escala. Dado que la arquitectura de asignación de tareas de negociación distribuida evita la dependencia de una red altamente confiable y de un nodo central, puede mejorar aún más la confiabilidad y escalabilidad del enjambre, haciéndolo aplicable a entornos de combate más complejos.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) están siendo cada vez más utilizados en la exploración del campo de batalla y en ataques a objetivos debido a su alta rentabilidad, pero la planificación de tareas para enjambres de VANT a gran escala es un problema que necesita ser resuelto. Para abordar el problema de alto riesgo causado por la información incompleta sobre el área de combate y la posible coordinación entre objetivos cuando un enjambre heterogéneo de VANT realiza misiones de reconocimiento y ataque, este documento propone un algoritmo de asignación de tareas distribuido. El método prioriza las tareas evaluando la superioridad de las capacidades del enjambre en relación con las tareas para reducir el espacio de búsqueda, utiliza el mecanismo de coordinación temporal y la estrategia de maniobra disuasoria para reducir el riesgo de las misiones de reconocimiento, y emplea el mecanismo de negociación distribuida para asignar tareas de reconocimiento y tareas de ataque coordinadas. Los resultados de la simulación bajo el marco distribuido verifican la efectividad del mecanismo de negociación distribuida, y los experimentos comparativos bajo diferentes estrategias muestran que el mecanismo de coordinación temporal y la estrategia de maniobra disuasoria pueden reducir efectivamente el riesgo de la misión cuando el objetivo es desconocido. La comparación con el algoritmo de optimización global centralizado verifica la eficiencia y efectividad del método propuesto cuando se aplica a enjambres de VANT a gran escala. Dado que la arquitectura de asignación de tareas de negociación distribuida evita la dependencia de una red altamente confiable y de un nodo central, puede mejorar aún más la confiabilidad y escalabilidad del enjambre, haciéndolo aplicable a entornos de combate más complejos.