Coordinación de Vehículos Submarinos Autónomos Atados hacia una Navegación Sin Enredos
Autores: Patil, Abhishek; Park, Myoungkuk; Bae, Jungyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Coordinación de Vehículos Submarinos Autónomos Atados hacia una Navegación Sin Enredos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Algoritmo
T-AUV
Navegación sin enredos
Asignación de tareas
Planificación de rutas
Programación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un algoritmo que proporciona estrategias operativas para sistemas de vehículos autónomos submarinos atados (T-AUV) para una navegación sin enredos. Los T-AUV pueden realizar tareas submarinas bajo una comunicación y suministro de energía confiables, que es el beneficio más sustancial de su operación. Por lo tanto, si se pueden superar los problemas de enredos al utilizar múltiples vehículos atados, las aplicaciones potenciales del sistema aumentan, incluyendo la exploración de ecosistemas, la inspección de infraestructuras, el mantenimiento, la búsqueda y rescate, la construcción submarina y la vigilancia. En este estudio, nos enfocamos en desarrollar estrategias para la asignación de tareas, la planificación de rutas y la programación que aseguren operaciones sin enredos, considerando el equilibrio de carga entre los vehículos. No imponemos restricciones sobre el tamaño o la forma de los vehículos en esta etapa; nuestro enfoque principal es la gestión eficiente de los cables como un trabajo inicial sobre el tema. Para lograr una navegación sin enredos, proponemos un heurístico basado en la técnica primal-dual, que permite la asignación inicial de tareas y la planificación de rutas mientras minimiza el costo máximo de viaje de los vehículos. Aunque este heurístico a menudo genera rutas seccionadas debido a su naturaleza de equilibrio de carga, también proponemos un enfoque mixto para proporcionar soluciones viables para rutas iniciales no seccionadas. Este enfoque combina técnicas de evitación de enredos con programación temporal y métodos de seccionalización. Para evaluar la efectividad de nuestro algoritmo, se realizaron simulaciones extensas con diferentes tamaños de problemas. Los resultados computacionales demuestran el potencial de nuestro algoritmo para ser aplicado en operaciones en tiempo real, ya que genera consistentemente soluciones confiables dentro de un marco de tiempo razonable.
Descripción
Este documento propone un algoritmo que proporciona estrategias operativas para sistemas de vehículos autónomos submarinos atados (T-AUV) para una navegación sin enredos. Los T-AUV pueden realizar tareas submarinas bajo una comunicación y suministro de energía confiables, que es el beneficio más sustancial de su operación. Por lo tanto, si se pueden superar los problemas de enredos al utilizar múltiples vehículos atados, las aplicaciones potenciales del sistema aumentan, incluyendo la exploración de ecosistemas, la inspección de infraestructuras, el mantenimiento, la búsqueda y rescate, la construcción submarina y la vigilancia. En este estudio, nos enfocamos en desarrollar estrategias para la asignación de tareas, la planificación de rutas y la programación que aseguren operaciones sin enredos, considerando el equilibrio de carga entre los vehículos. No imponemos restricciones sobre el tamaño o la forma de los vehículos en esta etapa; nuestro enfoque principal es la gestión eficiente de los cables como un trabajo inicial sobre el tema. Para lograr una navegación sin enredos, proponemos un heurístico basado en la técnica primal-dual, que permite la asignación inicial de tareas y la planificación de rutas mientras minimiza el costo máximo de viaje de los vehículos. Aunque este heurístico a menudo genera rutas seccionadas debido a su naturaleza de equilibrio de carga, también proponemos un enfoque mixto para proporcionar soluciones viables para rutas iniciales no seccionadas. Este enfoque combina técnicas de evitación de enredos con programación temporal y métodos de seccionalización. Para evaluar la efectividad de nuestro algoritmo, se realizaron simulaciones extensas con diferentes tamaños de problemas. Los resultados computacionales demuestran el potencial de nuestro algoritmo para ser aplicado en operaciones en tiempo real, ya que genera consistentemente soluciones confiables dentro de un marco de tiempo razonable.