Hacia la navegación en formación y la evitación de obstáculos para sistemas de múltiples UAV a través del modelo de Vicsek con ponderación jerárquica
Autores: Liu, Xingyu; Yan, Chao; Zhou, Han; Chang, Yuan; Xiang, Xiaojia; Tang, Dengqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Hacia la navegación en formación y la evitación de obstáculos para sistemas de múltiples UAV a través del modelo de Vicsek con ponderación jerárquica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Agrupamiento
Navegación
Evitación de obstáculos
Sistemas de vehículos aéreos no tripulados múltiples
Modelo de Vicsek con ponderación jerárquica
Rango de comunicación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La navegación en grupo y la evitación de obstáculos en entornos complejos siguen siendo un desafío para los sistemas de vehículos aéreos no tripulados múltiples (multi-UAV), especialmente cuando solo un UAV (denominado UAV de información) conoce la ruta predeterminada y el rango de comunicación es limitado. Con este fin, proponemos un modelo de Vicsek con ponderación jerárquica (HWVEM). En este modelo, se diseñan un mecanismo de ponderación jerárquica y un mecanismo de evitación de obstáculos. Basado en el mecanismo de ponderación jerárquica, todos los UAV se dividen en diferentes capas y se les asignan diferentes pesos según la capa a la que pertenecen. El propósito es alinear el resto de los UAV con el UAV de información de manera más eficiente. Posteriormente, se desarrolla un mecanismo de evitación de obstáculos que utiliza solo la información local para garantizar la seguridad del sistema en un entorno lleno de obstáculos de diferentes tamaños y formas. Se han realizado una serie de simulaciones para demostrar el alto rendimiento del HWVEM en términos de tiempo de convergencia, tasa de éxito y seguridad.
Descripción
La navegación en grupo y la evitación de obstáculos en entornos complejos siguen siendo un desafío para los sistemas de vehículos aéreos no tripulados múltiples (multi-UAV), especialmente cuando solo un UAV (denominado UAV de información) conoce la ruta predeterminada y el rango de comunicación es limitado. Con este fin, proponemos un modelo de Vicsek con ponderación jerárquica (HWVEM). En este modelo, se diseñan un mecanismo de ponderación jerárquica y un mecanismo de evitación de obstáculos. Basado en el mecanismo de ponderación jerárquica, todos los UAV se dividen en diferentes capas y se les asignan diferentes pesos según la capa a la que pertenecen. El propósito es alinear el resto de los UAV con el UAV de información de manera más eficiente. Posteriormente, se desarrolla un mecanismo de evitación de obstáculos que utiliza solo la información local para garantizar la seguridad del sistema en un entorno lleno de obstáculos de diferentes tamaños y formas. Se han realizado una serie de simulaciones para demostrar el alto rendimiento del HWVEM en términos de tiempo de convergencia, tasa de éxito y seguridad.