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Control descentralizado de enjambres de UAV: una arquitectura de múltiples capas para la gestión integrada de modos de vuelo y la intercepción dinámica de objetivos

Autores: Xia, Bingze; Mantegh, Iraj; Xie, Wenfang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Control descentralizado de enjambres de UAV: una arquitectura de múltiples capas para la gestión integrada de modos de vuelo y la intercepción dinámica de objetivos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos aéreos no tripulados
Enjambres de UAV
Estrategia de control de enjambre descentralizada
Sistemas multi-UAV
Algoritmos inteligentes basados en el aprendizaje
Métodos de control basados en reglas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) se están utilizando cada vez más en diversos ámbitos debido a su versatilidad para navegar en espacios tridimensionales. La utilización de enjambres de VANT mejora aún más la eficiencia en la ejecución de misiones a través de la operación colaborativa y la inteligencia compartida. Este artículo presenta una nueva estrategia de control de enjambre descentralizado para sistemas de múltiples VANT involucrados en la interceptación de múltiples objetivos dinámicos. El marco de control propuesto aprovecha las ventajas de los algoritmos inteligentes basados en aprendizaje y los métodos de control basados en reglas, facilitando el control de tareas complejas en entornos desconocidos mientras permite una coordinación adaptativa y resiliente entre los enjambres de VANT. Además, se introducen modos de vuelo duales para mejorar la robustez de la misión y la tolerancia a fallos, permitiendo que los VANT regresen de forma autónoma a la base en caso de emergencias o al finalizar la tarea. Se diseñan escenarios de simulación exhaustivos para validar la efectividad y escalabilidad del sistema de control propuesto bajo diversas condiciones. Además, se realiza un análisis de viabilidad para garantizar la implementación de VANT en el mundo real. Los resultados demuestran mejoras significativas en el rendimiento de seguimiento, la eficiencia de programación y las tasas de éxito en general en comparación con los métodos tradicionales. Esta investigación contribuye al avance de la coordinación de enjambres de VANT autónomos y aplicaciones específicas en entornos complejos.

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