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Un Método de Formación Adaptativa Descentralizada Asistido por Líder para Enjambres de UAV que Integra un Modelo de Comunicación de Difusión Semántica Preentrenado

Autores: Xu, Xing; Zhang, Bo; Li, Rongpeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Un Método de Formación Adaptativa Descentralizada Asistido por Líder para Enjambres de UAV que Integra un Modelo de Comunicación de Difusión Semántica Preentrenado


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículo aéreo no tripulado
Control de formación
Formación de UAV descentralizada
SemanticBC-DecAF
Arquitectura líder-seguidor
Comunicación de difusión semántica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Varios sistemas de vehículos aéreos no tripulados (UAV) han atraído un considerable interés de investigación debido a sus amplias aplicaciones, como el control de formaciones. Sin embargo, la formación descentralizada de UAV enfrenta desafíos derivados de observaciones locales limitadas, lo que puede llevar a conflictos de consistencia y a una comunicación excesiva. Para abordar estos problemas, este artículo propone SemanticBC-DecAF, un marco de formación adaptativa descentralizada (DecAF) bajo una arquitectura de líder-seguidor, que incorpora un mecanismo de comunicación de difusión semántica (SemanticBC). El marco consta de tres módulos: (1) un módulo de difusión semántica basado en optimización de políticas proximales (PPO), donde el UAV líder transmite imágenes de obstáculos globales codificadas semánticamente a los seguidores para mejorar su percepción; (2) un módulo de detección y estimación de posición basado en YOLOv5, que permite a los seguidores inferir las ubicaciones de los obstáculos a partir de las imágenes recuperadas; y (3) un módulo de formación basado en optimización de políticas proximales multiagente (MAPPO), que fusiona observaciones globales y locales para lograr una formación adaptativa y evitar obstáculos. Los experimentos en el entorno de simulación multiagente MPE muestran que el marco propuesto mejora significativamente la percepción global y la eficiencia de la formación en comparación con métodos que dependen de observaciones locales.

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