Diseño Robusto de Redes de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados en un Entorno Denso de Obstáculos
Autores: Zhang, Chen; Yao, Wen; Zuo, Yuan; Wang, Hongliang; Zhang, Chuanfu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño Robusto de Redes de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados en un Entorno Denso de Obstáculos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Redes robustas
UAVs
Control de formación
Selección de enlaces
Recursos de comunicación
Aprendizaje por refuerzo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las redes altamente robustas pueden resistir ataques, ya que cuando algunos UAV fallan, los UAV restantes aún pueden transmitir datos entre sí. Para mejorar la robustez de una red de múltiples UAV, la mayoría de los métodos construyen la red ajustando las posiciones de los UAV y añadiendo un gran número de enlaces. Sin embargo, tener un gran número de enlaces consume en gran medida los recursos de comunicación y aumenta la interferencia de señal. Por lo tanto, es necesario estudiar un método que pueda mejorar la robustez y reducir el número de enlaces. En este artículo, proponemos un método que consiste en combinar el control de formación y la selección de enlaces, que puede funcionar de manera distribuida. Para el control de formación, nuestro método mantiene a los UAV compactos en el entorno de obstáculos a través de un campo potencial artificial mejorado. La formación compacta permite que los UAV tengan un gran número de vecinos. Para la selección de enlaces, se utiliza el aprendizaje por refuerzo para mejorar la robustez de la red y reducir el número de bordes de la red. En la simulación del entorno urbano en 3D, se utilizan tres modos de fallo para verificar la robustez de la red. Los resultados experimentales muestran que incluso si el número de enlaces se reduce en un 20%, las redes diseñadas por nuestro método aún tienen una fuerte robustez.
Descripción
Las redes altamente robustas pueden resistir ataques, ya que cuando algunos UAV fallan, los UAV restantes aún pueden transmitir datos entre sí. Para mejorar la robustez de una red de múltiples UAV, la mayoría de los métodos construyen la red ajustando las posiciones de los UAV y añadiendo un gran número de enlaces. Sin embargo, tener un gran número de enlaces consume en gran medida los recursos de comunicación y aumenta la interferencia de señal. Por lo tanto, es necesario estudiar un método que pueda mejorar la robustez y reducir el número de enlaces. En este artículo, proponemos un método que consiste en combinar el control de formación y la selección de enlaces, que puede funcionar de manera distribuida. Para el control de formación, nuestro método mantiene a los UAV compactos en el entorno de obstáculos a través de un campo potencial artificial mejorado. La formación compacta permite que los UAV tengan un gran número de vecinos. Para la selección de enlaces, se utiliza el aprendizaje por refuerzo para mejorar la robustez de la red y reducir el número de bordes de la red. En la simulación del entorno urbano en 3D, se utilizan tres modos de fallo para verificar la robustez de la red. Los resultados experimentales muestran que incluso si el número de enlaces se reduce en un 20%, las redes diseñadas por nuestro método aún tienen una fuerte robustez.